基于雙目識(shí)別技術(shù)的挖掘機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、挖掘機(jī)的智能化既能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，又可提高操作的安全性，使操作人員遠(yuǎn)離惡劣的工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)在無(wú)人駕駛情況下的自主作業(yè)。本文重點(diǎn)研究了挖掘機(jī)器人的雙目立體視覺系統(tǒng)、上下位機(jī)的分級(jí)控制模式、基于CAN總線技術(shù)和串口無(wú)線通信技術(shù)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，并建立挖掘機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的挖掘機(jī)器人智能控制方案。具體內(nèi)容如下：
　　 首先，本文針對(duì)挖掘機(jī)作業(yè)對(duì)象物形狀復(fù)雜且無(wú)規(guī)則的特點(diǎn)，制定了專門解決該種對(duì)象物識(shí)別問題的雙目立體

2、識(shí)別算法，并在此基礎(chǔ)上組建了雙目視覺識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)作業(yè)對(duì)象物的自主識(shí)別、方位判斷和體積計(jì)算。
　　 然后，采用上、下位機(jī)分級(jí)控制模式作為挖掘機(jī)器人智能控制系統(tǒng)的組成方式。其中上位機(jī)可進(jìn)行大量高效的數(shù)據(jù)處理，而下位機(jī)則專門運(yùn)行挖掘機(jī)器人行走程序等底層控制程序。這就為控制設(shè)備的微小化提供了空間，使得該控制系統(tǒng)不僅可應(yīng)用于大型機(jī)械設(shè)備，也可用于微型儀器，拓展了其應(yīng)用范圍。
　　 接著，采用無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)了上、下位機(jī)之間的

3、無(wú)線串口通信，解決了以往挖掘機(jī)器人移動(dòng)不自由的問題。同時(shí)采用CAN總線技術(shù)組建通信系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和信號(hào)在各模塊之間的傳輸效率。
　　 最后，對(duì)挖掘機(jī)器人的工作裝置進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)解析，建立了針對(duì)挖掘機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，并探討了其有效工作范圍，為在后續(xù)研究中對(duì)挖掘機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作規(guī)劃，運(yùn)動(dòng)仿真和挖掘軌跡控制等做了基礎(chǔ)性的準(zhǔn)備工作。
　　 本文給出了一套挖掘機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，對(duì)圖像識(shí)別算法、行走控制

4、系統(tǒng)、無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)、工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)解析等進(jìn)行了較為深入的研究，并對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該挖掘機(jī)器人控制系統(tǒng)可使挖掘機(jī)作業(yè)由傳統(tǒng)的單純依賴操作者駕駛技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿鎸?shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程監(jiān)控和高質(zhì)量長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)作業(yè)。本文較好的解決了挖掘機(jī)器人對(duì)作業(yè)對(duì)象物的識(shí)別及方位體積計(jì)算問題，為在復(fù)雜環(huán)境中識(shí)別無(wú)規(guī)則對(duì)象物提出了一種可行的解決思路，具有一定的創(chuàng)新性。另外，在完成挖掘機(jī)控制的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了上、下位機(jī)間的無(wú)線通信，使得挖掘機(jī)器人的行動(dòng)更加自由，進(jìn)一