【摘要】：隨著國家石油儲(chǔ)備基地不斷的擴(kuò)建,我國成品油的儲(chǔ)備量也逐漸增加。成品油儲(chǔ)罐作為機(jī)器人清洗的特殊應(yīng)用,正在快速發(fā)展。隨著國家及企業(yè)對(duì)儲(chǔ)罐清洗的安全要求與綠色環(huán)保意識(shí)的不斷提高,企業(yè)逐漸重視油罐清洗的安全、經(jīng)濟(jì)、效率等性能的提高,傳統(tǒng)清洗方法逐漸被替代,推動(dòng)清洗機(jī)器人向著高度智能化、自主化、無人員進(jìn)罐的方向發(fā)展。目前國內(nèi)在油罐清洗方面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究已經(jīng)取得了部分成果,但是依然存在清洗自主性差、清洗效率低、清潔效果不佳、遍歷時(shí)間長等問題。有鑒于此,本文將視覺導(dǎo)航技術(shù)引入儲(chǔ)罐清洗機(jī)器人中,機(jī)器視覺作為當(dāng)今機(jī)器人與人工智能研究的一個(gè)重點(diǎn),近幾年在機(jī)器人的導(dǎo)航、定位中的應(yīng)用越來越廣泛。視覺傳感器具有檢測范圍寬、檢測信息全面、采集信息速度快等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)成品油儲(chǔ)罐清洗機(jī)器人視覺導(dǎo)航技術(shù)的研究具體做了如下工作:1.研究儲(chǔ)罐清洗機(jī)器人視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的總體方案�？偨Y(jié)分析機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),論述了機(jī)器人視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的組成,在此基礎(chǔ)上完成本文視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的總體方案及軟、硬件的選型與整個(gè)視覺導(dǎo)航平臺(tái)的搭建。2.研究基于幾何匹配的全局圖像目標(biāo)提取方法。在完成攝像機(jī)標(biāo)定與圖像采集等基礎(chǔ)研究后,利用顏色平面抽取、對(duì)比度增強(qiáng)、濾波等圖像預(yù)處理方法減少外界干擾對(duì)圖像的影響。其次,通過圖像特征提取算法,基于圖像幾何匹配方法,結(jié)合LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)全局圖像中目標(biāo)的提取。對(duì)環(huán)境中障礙物與機(jī)器人位置信息快速識(shí)別與定位,實(shí)現(xiàn)對(duì)油罐環(huán)境的檢測。3.研究基于優(yōu)化改進(jìn)后Bug算法的路徑規(guī)劃方法。以坐標(biāo)法進(jìn)行環(huán)境建模,基于內(nèi)接正六邊形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行清洗環(huán)境全覆蓋。在此基礎(chǔ)上根據(jù)環(huán)境檢測障礙物的識(shí)別結(jié)果,優(yōu)化設(shè)計(jì)基于Bug算法的路徑規(guī)劃方法,并進(jìn)行仿真分析驗(yàn)證其可行性,已規(guī)劃好的路徑結(jié)合機(jī)器人自帶攝像頭的測距系統(tǒng)對(duì)障礙物與機(jī)器人之間的距離進(jìn)行測量,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的無障礙行走與安全、全覆蓋的油罐清洗任務(wù)。4.試驗(yàn)研究。搭建機(jī)器人視覺導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)。進(jìn)行油罐大小、障礙物位置、機(jī)器人行走路徑的識(shí)別驗(yàn)證試驗(yàn),證明了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與合理性。
【學(xué)位授予單位】：北京石油化工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE972;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2756052