基于双目视觉的电动汽车充电口位姿定位方法研究

针对电动汽车自动充电过程中需要定位充电口位姿问题,提出一种基于双目视觉的电动汽车充电口位姿定位方法。首先,使用Matlab对双目相机进行标定,获取左右相机的内外参数;其次,利用OpenCV中改进的霍夫圆检测算法提取充电口的圆形特征,达到识别充电口的目的;再次,在双目立体匹配过程中提出了一种基于色块处理的SIFT特征匹配算法,从而有效解决了特征点对的误匹配问题;然后,再结合双目视差原理求解出充电口的三维坐标,经过坐标变换后完成充电口的位姿定位;最后,利用姿态传感器进行充电口位姿定位实验。实验结果表明:基于双目视觉的定位方法能够快速、低成本、精确地实现电动汽车充电口的位姿定位。

基于大数据聚类分析的爬壁机器人位姿定位控制系统设计

为提高爬壁机器人运动位姿精准度与稳定性,解决现有位姿定位控制系统存在的控制效果不佳的问题,利用大数据聚类分析技术,通过软、硬件结构的设计,实现爬壁机器人位姿定位控制系统的优化;改装爬壁机器人位姿传感器、爬壁机器人驱动元件、爬壁机器人位姿定位控制器的内部连接结构及工作方式,扩大系统存储器的存储空间,通过系统电路的连接完成硬件系统的设计;根据爬壁机器人的组成结构和工作机理,建立机械结构与运动模型;在构建模型下,采集爬壁机器人实时运行数据,利用大数据聚类分析技术处理初始采集数据,判定爬壁机器人的当前位姿;规划爬壁机器人位姿及关节轨迹,结合当前爬壁机器人的运行数据,计算爬壁机器人位姿定位控制量,在控制器的约束下,实现爬壁机器人位姿定位控制功能;通过系统测试实验得出结论:通过设计位姿定位控制系统的应用,爬壁机器人样机的足端轨迹控制误差、关节角度控制误差和占空比控制误差均低于预设值,即设计系统具有良好的位姿定位控制效果。

基于单目视觉的工件定位技术研究

针对普通工件的位姿定位问题,文中提出了一种使用单目视觉平台和CAD模型的工件定位方案。为了阐明该方案的具体设计,基于单目相机的标定方法引入工件图像识别的相关技术,设计了工件的图像预处理过程,并提出基于CAD模型的单目视觉定位算法。实验测试结果表明,与基于先验性关系的定位方案相比,该定位方案具有更高的精度和较好的灵活性,可以满足普通工件的定位需要。

基于多传感器融合的移动机器人定位算法研究

针对移动机器人在室外环境下全局位姿定位精度低、定位耗时长的问题,提出一种基于多传感器融合的机器人定位算法。首先构建移动机器人的运动模型,并选用里程计、惯性测量单元IMU和激光雷达作为移动机器人的基础传感器;然后采用自适应蒙特卡罗定位算法对传感器融合位姿进行位姿误差计算,获取移动机器人初始位姿;最后进行激光点云匹配,获取全局地图,并利用基于全局正态分布地图的NDT算法进行初始位姿修正,最终实现全局位姿校正和高精度定位。结果表明,基于多传感器融合的移动机器人定位误差控制在0.04 m范围内,定位时长均值为0.045 s,定位误差较小,定位损耗时间较少。由此说明,本定位算法可提升移动机器人的定位精度和定位效率,可实现移动机器人全局位姿快速、精确定位,提出的定位算法具备一定的有效性。

M估计的抗差匹配算法及收敛性分析

船体分段测量点数据与CAD模型的匹配精度直接影响分段建造精度评定,评价参数对船舶建造精度管理起着至关重要的作用,采用常规匹配方法无法有效抑制粗差对位姿定位精度的影响。为了获得船体分段最佳匹配位姿,给出合理的建造误差评价,本文提出基于退化的M估计抗差匹配方法以削弱粗差对匹配位姿影响,该算法依据M估计准则获取不同精度数据的匹配权系数,采用退化-迭代方法建立稳健估计模型,提高定位解的可靠性和收敛速度是寻求船舶建造过程中精度尺寸监控的实用性技术。理论和实际算例均验证了该方法的有效性及相对于迭代点最近法的合理性,为船舶建造精度修正和后续装配提供定量参数。

基于激光测距仪全局匹配扫描的SLAM算法研究

针对传统的SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法构建地图时容易受环境因素和外界条件的的影响,在非线性系统状态下误差修正能力不足,且当机器人位姿都处于未知状态时,移动机器人位姿获取不精确,地图构建SLAM技术特征量的获取比较繁琐、不准确等问题;以电力巡检机器人为平台,研究了基于全局匹配的扫描算法,摒弃传统的栅格地图模型的插值方法,采用双线性滤波的插值方法,保证子栅格单元的精确性,估算栅格占用函数的概率和导数;最后采用此算法解决了SLAM地图构建的问题,并分别在室内室外环境进行实验;实验结果表明:基于激光测距仪的全局匹配扫描的SALM算法,在室内室外两种不同环境下,不受复杂背景的影响,准确地进行机器人位姿定位,以及环境地图的构建。

煤矿综掘机智能远程控制技术研究

针对目前煤矿综掘机运行效率低下、安全性较差、智能化控制功能较少等缺陷,在传统综掘机控制系统的基础上对其电控系统、液压系统及远程监控平台进行改造。系统以PLC作为主控单元,采用以太网及Profibus总线对通信网络进行架构,实现了综掘机实时监测及远程控制功能。同时系统将模糊控制及神经网络技术应用于传统PID控制策略中,从而实现了远程自适应截割控制,有效提高了综掘机工作效率及智能化运行程度。