本文關(guān)鍵詞：基于混合包圍盒的混凝土泵車防碰撞算法研究

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【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各種大型建設(shè)項(xiàng)目的出現(xiàn),混凝土泵車得到越來越多的應(yīng)用。特別是在一些難度系數(shù)較大復(fù)雜的工程項(xiàng)目中,混凝土泵車以其機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)成為現(xiàn)代化工程項(xiàng)目中一種重要的設(shè)備。但在實(shí)際操作過程中,由于外部影響因素的干擾和操作人員的經(jīng)驗(yàn)、能力的不同,在操作過程中,極有可能出現(xiàn)由于誤判和誤操作而導(dǎo)致泵車臂架和周圍障礙物發(fā)生碰撞的事故。首先,本文提出一種基于雙目攝像機(jī)的圖像采集方法,將雙攝像頭安裝在泵車末端臂架頂端,通過采集臂架周圍障礙物的圖像并進(jìn)行預(yù)處理,通過雙目立體視覺測(cè)距方法來獲得障礙物的距離、輪廓等參數(shù)信息,運(yùn)用"()軟件對(duì)測(cè)量距離的性能進(jìn)行了仿真分析。為本文研究泵車防碰撞算法構(gòu)建了周圍障礙物的三維立體模型。其次,針對(duì)基于球形包圍盒的多層防碰撞檢測(cè)算法計(jì)算效率不高,實(shí)時(shí)性不強(qiáng),且包圍盒的冗余度較大等問題,本文提出了基于遺傳優(yōu)化的多層次球形包圍盒防碰撞檢測(cè)算法,該算法在一定程度上提高了算法的運(yùn)行速度。為了能更好地解決包圍盒緊致性的問題,本文提出了一種基于遺傳優(yōu)化的混合包圍盒防碰撞檢測(cè)算法,通過用不同類型的包圍盒對(duì)泵車臂架和不同種類的障礙物進(jìn)行多層次的包圍,并對(duì)改進(jìn)后的算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后的算法具有較好的實(shí)時(shí)性和包圍盒緊致性。通過對(duì)泵車周圍障礙物的建模及防碰撞算法的研究,能極大地提高泵車的作業(yè)效率及安全防護(hù)水平,具有重要的實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：混凝土泵車 包圍盒 防碰撞 遺傳優(yōu)化 混合包圍盒
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU646;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景及研究意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 機(jī)械臂防碰撞檢測(cè)的國(guó)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 機(jī)械臂防碰撞檢測(cè)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本課題來源10
• 1.4 本文主要研究工作和主要章節(jié)10-12
• 第2章 基于雙目立體視覺的障礙物測(cè)距12-25
• 2.1 各種測(cè)距方法的優(yōu)缺點(diǎn)12
• 2.2 雙目立體圖像的采集12-14
• 2.3 雙目立體圖像的預(yù)處理14-19
• 2.3.1 雙目圖像的灰度處理14
• 2.3.2 雙目圖像的濾波14-16
• 2.3.3 雙目圖像的穩(wěn)像處理16-19
• 2.4 基于雙目立體視覺技術(shù)的障礙物測(cè)距技術(shù)19-23
• 2.4.1 攝像機(jī)參數(shù)標(biāo)定19-20
• 2.4.2 雙目立體視覺測(cè)距系統(tǒng)的基本原理20-21
• 2.4.3 障礙物提取21-23
• 2.5 雙目立體視覺測(cè)距的仿真實(shí)驗(yàn)23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于層次化包圍盒的泵車臂架防碰撞算法25-57
• 3.1 包圍盒技術(shù)概述25
• 3.2 層次化包圍盒技術(shù)25-30
• 3.2.1 包圍盒類型25-29
• 3.2.2 層次包圍盒構(gòu)造理論29-30
• 3.3 層次化包圍盒的泵車臂架防碰撞算法設(shè)計(jì)30-46
• 3.3.1 泵車臂架的數(shù)學(xué)模型31-34
• 3.3.2 泵車臂架包圍球的選取和創(chuàng)建34-36
• 3.3.3 障礙物包圍球的選取和創(chuàng)建36-37
• 3.3.4 泵車臂架與障礙物的防碰撞算法37-41
• 3.3.5 泵車臂架防碰撞策略41
• 3.3.6 泵車臂架防碰撞算法的仿真分析41-46
• 3.4 基于遺傳優(yōu)化的包圍盒碰撞檢測(cè)算法46-51
• 3.4.1 遺傳優(yōu)化算法46-48
• 3.4.2 基于遺傳優(yōu)化的包圍盒防碰撞檢測(cè)算法48-50
• 3.4.3 基于遺傳優(yōu)化的包圍盒防碰撞檢測(cè)算法的仿真50-51
• 3.5 基于遺傳優(yōu)化的混合包圍盒碰撞檢測(cè)算法51-56
• 3.5.1 基于遺傳優(yōu)化的混合包圍盒碰撞檢測(cè)算法流程51-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第4章 泵車臂架防碰撞算法的綜合仿真實(shí)驗(yàn)分析57-63
• 4.1 泵車臂架防碰撞仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)概述57
• 4.2 泵車臂架防碰撞模擬仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)論分析57-62
• 4.2.1 整體仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)57-58
• 4.2.2 新型算法的仿真分析58-61
• 4.2.3 新型算法在不同形狀障礙物中的防碰撞檢測(cè)效果61-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第5章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 總結(jié)63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文和取得的科研成果69

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本文編號(hào)：953763