近年來,隨著汽車電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化的快速推進,電動汽車的自動駕駛和自動泊車功能逐漸普及,自動充電的需求日益迫切。目前,機器人與機器視覺相結(jié)合是實現(xiàn)自動充電的主要技術(shù)路線,而電動汽車充電口識別與定位是這一技術(shù)路線實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對復雜應用環(huán)境下的識別定位難點,本文將單目視覺與六自由度機器人系統(tǒng)相結(jié)合,研究基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的充電口識別方法和基于圓特征的充電口定位方法,解決復雜環(huán)境下充電口識別與定位問題。論文的主要內(nèi)容有:首先,分析了插接實驗對定位的精度需求,根據(jù)電動汽車充電口的內(nèi)部特征和復雜應用環(huán)境下的識別定位難點,設計了充電口識別定位方案,搭建了基于六自由度機器人與單目視覺相結(jié)合的實驗平臺,采用張正友標定法和Tsai法,完成了攝像機畸變模型下的標定和Eye in hand配置方式下的手眼標定。接著,針對視覺搜尋過程中充電口圖像出現(xiàn)局部缺失、偽充電口、蓋未打開、光照變化等復雜應用環(huán)境造成的識別困難,基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的充電口識別方法,建立了復雜應用環(huán)境下的充電口圖像樣本集,在LeNet₅模型的基礎(chǔ)上優(yōu)化了學習率、網(wǎng)絡層數(shù),從而構(gòu)建了充電口的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電動汽車自動充電技術(shù)
        1.2.2 復雜環(huán)境下目標識別
        1.2.3 單目視覺位姿測量
    1.3 課題研究內(nèi)容
第二章 電動汽車充電口插接實驗平臺建立
    2.1 引言
    2.2 充電口識別定位目標分析與識別定位方案設計
        2.2.1 識別定位目標分析
        2.2.2 復雜環(huán)境分析
        2.2.3 識別定位方案
    2.3 實驗平臺建立
    2.4 攝像機標定
        2.4.1 坐標系關(guān)系
        2.4.2 攝像機畸變模型
        2.4.3 攝像機標定實驗
    2.5 手眼標定
        2.5.1 手眼標定原理
        2.5.2 手眼標定實驗
    2.6 本章小結(jié)
第三章 電動汽車充電口識別方法研究
    3.1 引言
    3.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡原理
        3.2.1 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)
        3.2.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的連接特點
        3.2.3 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練過程
    3.3 基于CNN的充電口識別方法
        3.3.1 充電口識別流程
        3.3.2 充電口識別樣本集建立
        3.3.3 充電口識別模型構(gòu)建與參數(shù)優(yōu)化
    3.4 充電口識別結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電動汽車充電口定位方法研究
    4.1 引言
    4.2 定位方法與總體流程
    4.3 圖像預處理
        4.3.1 圖像亮度調(diào)整
        4.3.2 圖像濾波
    4.4 充電口特征檢測
        4.4.1 圖像分割
        4.4.2 邊緣檢測
        4.4.3 橢圓擬合
    4.5 充電口位姿求解
        4.5.1 幾何法位姿測量原理
        4.5.2 圓的二義性消除
    4.6 實驗結(jié)果與分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 電動汽車充電口插接實驗研究
    5.1 引言
    5.2 插接實驗系統(tǒng)軟件集成
    5.3 插接實驗與分析
        5.3.1 位姿轉(zhuǎn)換
        5.3.2 定位精度測試實驗
        5.3.3 插接實驗
        5.3.4 不同光照下實驗
        5.3.5 實驗誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文
致謝



本文編號：3796739