基于圖像處理的星球車(chē)沉陷量檢測(cè)方法研究.pdf

1、星球探測(cè)任務(wù)要求星球車(chē)在崎嶇地形具有良好的移動(dòng)性能。輪地相互作用對(duì)星球車(chē)在復(fù)雜地形的移動(dòng)性能有著重要的影響。車(chē)輪沉陷量是評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)輪地相互作用情況的關(guān)鍵變量。檢測(cè)星球探測(cè)車(chē)車(chē)輪沉陷量對(duì)于星球探測(cè)車(chē)的移動(dòng)控制優(yōu)化和預(yù)防陷車(chē)具有重要意義。
　　以往的大多數(shù)研究人員主要是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定沉陷量的預(yù)估模型，本文主要從車(chē)輪沉陷的輪地作用圖像角度對(duì)沉陷量的檢測(cè)算法進(jìn)行了研究。
　　本文研究了輪地作用圖像的增強(qiáng)算法，針對(duì)輪地作用圖像特性，對(duì)

2、傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)算法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了飽和度動(dòng)態(tài)分段非線性增強(qiáng)算法。并從增強(qiáng)前后圖像的信息熵、對(duì)比度、清晰度和邊緣銳度對(duì)該算法進(jìn)行了評(píng)價(jià)，主要指標(biāo)優(yōu)于指數(shù)增強(qiáng)、直方圖均衡化以及飽和度直方圖規(guī)定化。結(jié)合飽和度動(dòng)態(tài)分段非線性增強(qiáng)算法，對(duì)增強(qiáng)后的彩色圖像的車(chē)輪區(qū)域進(jìn)行了地面反射色彩的去除。通過(guò)輪地作用圖像的增強(qiáng)，使得地面區(qū)域和車(chē)輪區(qū)域色彩特征區(qū)別明顯，為圖像分割奠定了基礎(chǔ)。
　　定義了復(fù)雜地面工況下車(chē)輪沉陷量，建立了基于輪地作用邊界特征的

3、車(chē)輪沉陷量計(jì)算模型。通過(guò)分析輪地作用邊界的形態(tài)學(xué)特征，對(duì)輪地作用邊界特征進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述。為了提取車(chē)輪區(qū)域輪廓線，對(duì)輪地作用圖像進(jìn)行了分割。結(jié)合分割后圖像邊緣及輪地接觸形態(tài)學(xué)特征提取出了輪地作用邊界。利用輪地作用邊界的數(shù)據(jù)和沉陷量估計(jì)模型，可以對(duì)車(chē)輪沉陷深度、進(jìn)入角和離去角進(jìn)行有效的估計(jì)。
　　利用帶有視覺(jué)采集系統(tǒng)的輪地作用測(cè)試平臺(tái)對(duì)沉陷量檢測(cè)算法進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。在平坦地面對(duì)算法的精度進(jìn)行了檢測(cè)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明沉陷深度的檢測(cè)精度較高，