發(fā)布時(shí)間：2021-01-11 01:08

　　隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展,當(dāng)前的建筑施工機(jī)械難以滿足實(shí)際工程需求,研發(fā)高質(zhì)量、高效率、微型化,自動化的建筑機(jī)械是大勢所趨。混凝土地面施工是建筑施工中一項(xiàng)重要的工作,當(dāng)前施工應(yīng)用的混凝土地面整平機(jī)全部由人工操作,人力成本開銷大,工人的勞動強(qiáng)度大。針對上述問題,本文設(shè)計(jì)了一套視覺定位系統(tǒng),在施工場地邊緣布置多個合作靶標(biāo),通過相機(jī)拍攝靶標(biāo)圖像,獲取靶標(biāo)上的特征點(diǎn)信息,進(jìn)行相機(jī)與靶標(biāo)之間的位姿解算,來實(shí)現(xiàn)整平機(jī)在場地中對自身的定位。本文設(shè)計(jì)的視覺定位系統(tǒng)主要由相機(jī),合作靶標(biāo),IMU,以及相應(yīng)的配套程序組成。第二章主要介紹了相機(jī)的成像模型和合作靶標(biāo)的設(shè)計(jì)。合作靶標(biāo)為平面靶標(biāo),由外部矩形輪廓和內(nèi)部圓形區(qū)域組成,圓心作為靶標(biāo)的特征點(diǎn);第三章主要介紹了靶標(biāo)圖像識別算法。通過中值濾波,Gamma變換,閾值處理,Canny邊緣檢測進(jìn)行靶標(biāo)識別,并通過重心法提取特征點(diǎn),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在相機(jī)與靶標(biāo)相距8m遠(yuǎn)時(shí),能夠有效的識別靶標(biāo)和提取特征點(diǎn);第四章主要介紹了PNP位姿解算算法。使用張正友相機(jī)標(biāo)定法對相機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定,獲取了相機(jī)的內(nèi)參和畸變參數(shù),建立了相機(jī)的成像模型。通過PNP算法求解相機(jī)位姿,通過非線性優(yōu)化構(gòu)建最... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電磁導(dǎo)航AGV小車GPS導(dǎo)航通過衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)來接收衛(wèi)星信號實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的定位

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-6-多個紅外發(fā)射器實(shí)現(xiàn)定位，該系統(tǒng)精度高，實(shí)時(shí)性好，引起了研究者們的廣泛關(guān)注[12]。D.Lim等將GPS與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)GPS定位[13]。激光導(dǎo)航基于激光測距的原理，通過多點(diǎn)測距來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的定位[14]。圖1-4為我國Ecovacs科技公司于2013年研發(fā)的一款智能清潔機(jī)器人——地寶9號，此款機(jī)器人采用LDS激光導(dǎo)航系統(tǒng)，能自行構(gòu)建虛擬室內(nèi)地圖，模擬真實(shí)室內(nèi)環(huán)境，準(zhǔn)確識別自身位置，劃分清掃區(qū)域且定制行走路線。圖1-4Ecovacs地寶機(jī)器人視覺導(dǎo)航是通過自身攜帶的攝像頭來獲得環(huán)境圖像，再實(shí)時(shí)地通過控制單元來分析、處理圖像，得到圖像特征，并進(jìn)行位姿解算實(shí)現(xiàn)定位[15]。BostonDynamics公司于2015對高機(jī)動性能的四足機(jī)器人BigDog進(jìn)行測試，該機(jī)器人通過雙目視覺對路面進(jìn)行識別并完成自身定位，并通過激光傳感器感知路人位置，在構(gòu)建的環(huán)境地圖上進(jìn)行路徑規(guī)劃并完成自主運(yùn)動，如圖1-5所示。2013年，我國的“玉兔號”月球車搭載“嫦娥三號”運(yùn)載火箭成功在月球表面著陸并開展探測工作，如圖1-6所示，“玉兔號”采用了視覺和軌跡推算等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在月球表面的精確定位[16]。圖1-5Bigdog機(jī)器人圖1-6“玉兔號”月球車

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-6-多個紅外發(fā)射器實(shí)現(xiàn)定位，該系統(tǒng)精度高，實(shí)時(shí)性好，引起了研究者們的廣泛關(guān)注[12]。D.Lim等將GPS與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)GPS定位[13]。激光導(dǎo)航基于激光測距的原理，通過多點(diǎn)測距來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的定位[14]。圖1-4為我國Ecovacs科技公司于2013年研發(fā)的一款智能清潔機(jī)器人——地寶9號，此款機(jī)器人采用LDS激光導(dǎo)航系統(tǒng)，能自行構(gòu)建虛擬室內(nèi)地圖，模擬真實(shí)室內(nèi)環(huán)境，準(zhǔn)確識別自身位置，劃分清掃區(qū)域且定制行走路線。圖1-4Ecovacs地寶機(jī)器人視覺導(dǎo)航是通過自身攜帶的攝像頭來獲得環(huán)境圖像，再實(shí)時(shí)地通過控制單元來分析、處理圖像，得到圖像特征，并進(jìn)行位姿解算實(shí)現(xiàn)定位[15]。BostonDynamics公司于2015對高機(jī)動性能的四足機(jī)器人BigDog進(jìn)行測試，該機(jī)器人通過雙目視覺對路面進(jìn)行識別并完成自身定位，并通過激光傳感器感知路人位置，在構(gòu)建的環(huán)境地圖上進(jìn)行路徑規(guī)劃并完成自主運(yùn)動，如圖1-5所示。2013年，我國的“玉兔號”月球車搭載“嫦娥三號”運(yùn)載火箭成功在月球表面著陸并開展探測工作，如圖1-6所示，“玉兔號”采用了視覺和軌跡推算等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在月球表面的精確定位[16]。圖1-5Bigdog機(jī)器人圖1-6“玉兔號”月球車

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在導(dǎo)航中的應(yīng)用研究[J]. 朱樹云,姜靜.  自動化應(yīng)用. 2019(11)
[2]基于新技術(shù)與新工藝的地面施工降本增效研究[J]. 王尚帥.  住宅與房地產(chǎn). 2019(12)
[3]室內(nèi)導(dǎo)航定位技術(shù)研究進(jìn)展與展望[J]. 高偉,侯聰毅,許萬旸,陳玄.  導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]陀螺儀的歷史、現(xiàn)狀與展望[J]. 翟羽婧,楊開勇,潘瑤,曲天良.  飛航導(dǎo)彈. 2018(12)
[5]激光整平機(jī)在大面積耐磨地坪施工中的應(yīng)用[J]. 許樹國,朱鈺.  工程建設(shè)與設(shè)計(jì). 2018(05)
[6]建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與未來戰(zhàn)略探析[J]. 蔣萬增.  建材與裝飾. 2017(36)
[7]導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展史[J]. 王馨,朱麗,劉文婧.  科技與創(chuàng)新. 2014(11)
[8]AGV技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 張正義.  物流技術(shù)與應(yīng)用. 2005(07)

碩士論文
[1]空間合作目標(biāo)單目視覺位姿測量技術(shù)研究[D]. 呂耀宇.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]月球車視覺導(dǎo)航方法研究[D]. 馮美慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]自尋跡機(jī)器人小車的設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 甘天宇.吉林大學(xué) 2017
[4]全向移動機(jī)器人慣性導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 計(jì)怡峰.東南大學(xué) 2016



本文編號：2969768