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电缆巡检车图像引导技术的研究

作　者: 高鑫
导　师: 张世平
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: AGV 图像引导路径跟踪模糊控制
分类号: U469.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 29次
引　用: 1次
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内容摘要

近年来,电缆隧道中因电缆绝缘损坏引起的火灾时见发生,造成了巨大的经济损失。传统的巡检方式是对电缆隧道进行人工巡检或者安装监测仪器,以监测隧道的温度和烟雾状况,但两者都难以彻底地解决这一问题。据此,本文提出使用图像引导 AGV(Automated Guided Vehicle)携带监测仪器进行电缆隧道巡检。本文以研制出一台实验图像引导AGV为目的,对图像引导AGV的两个关键技术:路径识别和路径跟踪进行了深入研究。设计了相关软件和硬件,进行了路径跟踪实验。实验结果验证了本文所提方法的有效性。路径识别的准确性和实时性始终是图像引导AGV的技术关键。本文中,设计了整个图像采集与处理系统,应用迭代法分割采集的图像,并应用形态学的方法去除噪声。结合实际,改进了场扫描方法以确定路径坐标。实验证明,此方法可有效抑制噪声干扰,准确求得当前车体位置参数,为控制的进行提供有力保障。求得车体的位置参数后,需要选择合理的控制策略进行路径跟踪。由于AGV是一个大时滞、非线性的系统,采用模糊控制策略进行控制具有明显的优越性。本文对模糊控制策略进行了深入研究,结合本文实际设计了图像引导AGV的模糊控制器,并设计了外围相关的电路。至此,整个图像引导AGV的实验系统已搭建成功。最后,进行了多种情况下的路径跟踪实验,编写了上位机程序采集运行数据。实验表明,本文提出的方法可以取得良好的效果。从而验证了本文所提算法的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 课题来源及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
    1.2.1 国外AGV 的研究  10-11
    1.2.2 国内AGV 的研究  11-12
  1.3 AGV 引导方式  12-14
  1.4 电缆巡检AGV 方案  14-17
    1.4.1 巡检方案  14-15
    1.4.2 AGV 实现方案  15-17
  1.5 本文主要研究内容  17-18
第2章图像获取与处理  18-33
  2.1 概述  18-20
    2.1.1 图像处理技术  18-20
    2.1.2 图像处理方案  20
  2.2 图像获取  20-22
    2.2.1 光源设置  20-22
    2.2.2 建立图像坐标系  22
  2.3 图像处理  22-29
    2.3.1 阈值分割  23-25
    2.3.2 形态学去噪  25-28
    2.3.3 路径坐标确定  28-29
  2.4 直线拟合  29-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章 AGV 控制方法研究  33-43
  3.1 控制系统方案  33
  3.2 模糊控制理论  33-38
    3.2.1 模糊集合  35-36
    3.2.2 模糊关系  36-37
    3.2.3 模糊推理  37-38
  3.3 模糊控制器设计  38-42
    3.3.1 参数模糊化  38-40
    3.3.2 控制规则  40-41
    3.3.3 模糊推理及解模糊  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章实验AGV 实现及路径跟踪实验  43-58
  4.1 图像处理实现  43-49
    4.1.1 硬件组成  43-45
    4.1.2 软件编写  45-49
  4.2 控制系统实现  49-55
    4.2.1 硬件组成  49-50
    4.2.2 软件编写  50-52
    4.2.3 控制电路设计  52-55
  4.3 路径跟踪实验  55-57
    4.3.1 数据采集程序  55
    4.3.2 实验曲线  55-57
  4.4 本章小结  57-58
结论  58-59
参考文献  59-64
攻读学位期间发表的学术论文  64-66
致谢  66

电缆巡检车图像引导技术的研究

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