冷凝器清洗移動機(jī)器人的視覺定位算法研究.pdf

1、本文依托國家科技部“十一五”863項(xiàng)目“大型電廠冷凝器水下作業(yè)清洗智能機(jī)器人”(項(xiàng)目編號2008AA04Z214)，以大唐耒陽火力發(fā)電廠凝結(jié)水系統(tǒng)為應(yīng)用環(huán)境，結(jié)合項(xiàng)目為滿足600MW以上發(fā)電機(jī)組的冷凝器清洗需要，研究清洗移動機(jī)器人的視覺定位技術(shù)。在簡要介紹機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)電運(yùn)動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文著重研究復(fù)雜環(huán)境下清洗移動機(jī)器人視覺定位算法，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)自主定位，提高汽輪機(jī)組效率并減少工人勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)巨大的社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。

2、r>　　本文首先綜合分析了多種基于視覺定位技術(shù)的移動機(jī)器人的工作機(jī)理和功能特性，并結(jié)合大型冷凝器設(shè)備工作環(huán)境特點(diǎn)及清洗作業(yè)要求，闡明設(shè)計(jì)研制大型冷凝器智能清洗移動機(jī)器人的必要性。
　　其次，簡要分析冷凝器在線自動清洗裝備的工作原理，介紹由履帶輪驅(qū)動的清洗移動機(jī)器人各運(yùn)動關(guān)節(jié)的功能特性，以及高壓水噴射清洗裝置的工作特點(diǎn)。
　　由于冷凝器工作環(huán)境未知、管板臟污管口區(qū)域不確定以及被污染管口輪廓特征不完整等問題，需要設(shè)計(jì)清洗機(jī)器人視

3、覺定位方案，以實(shí)現(xiàn)視覺引導(dǎo)機(jī)器人噴槍對準(zhǔn)目標(biāo)定位。本文對樣機(jī)視覺子系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，采用多角度固定光源照射，以視覺傳感器觀察設(shè)備為主，經(jīng)過攝像機(jī)標(biāo)定、環(huán)境特征匹配確定目標(biāo)空間位置，配合超聲波傳感器測距系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制機(jī)器人大范圍運(yùn)動至待清洗的冷凝器熱交換管板區(qū)域。
　　再次，為初步確定臟污管口區(qū)域位置，提出一種基于視頻圖像行列像素值累加統(tǒng)計(jì)規(guī)律的多管口識別與定位算法；針對不同的定位精度要求，提出一種采樣密度可調(diào)整的輪廓擬