【摘要】：巡線機器人作為替代傳統(tǒng)人工巡檢和航測巡檢的新型輸電線路巡檢技術(shù),可提高輸電線路的巡檢效率和質(zhì)量,保證輸電線路的穩(wěn)定工作。作為機器人領(lǐng)域的熱門研究課題之一,巡線機器人具有較高的使用價值和應用前景。本文主要研究了立體視覺導航技術(shù)在巡線機器人中的應用方案,結(jié)合巡線機器人的運動模型,驗證了視覺導航的可行性和穩(wěn)定性,并對相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進行了分析和研究,具體研究內(nèi)容包括:雙目立體視覺系統(tǒng)、巡線機器人運動學模型建模、巡線機器人的視覺導航方案、穩(wěn)定性控制與立體視覺推算跟蹤。雙目立體視覺系統(tǒng)是實現(xiàn)立體視覺導航的基礎(chǔ)。論文研究了雙目立體視覺系統(tǒng)的成像模式及立體測量原理,并分析了雙目立體視覺系統(tǒng)的標定方法,最后實驗得出了標定結(jié)果。巡線機器人運動模型是實現(xiàn)巡線機器人運動控制的基礎(chǔ)。論文在分析了巡線機器人的運行環(huán)境的基礎(chǔ)上,討論了越障行為方式,設(shè)計了一種新的越障結(jié)構(gòu)及方式,并研究了其運動模型以及雙目立體視覺子系統(tǒng)在該結(jié)構(gòu)中的作用方式。視覺導航是巡線機器人實現(xiàn)沿線巡檢功能的基本保障。論文在研究了常用的機器人視覺導航方式的基礎(chǔ)上,提出了一種應用于本文設(shè)計的巡線機器人的視覺導航方式,并討論了該巡線機器人的越障行為規(guī)劃方案,通過實驗驗證了該導航方式在越障過程中的可行性與穩(wěn)定性。穩(wěn)定性控制與立體視覺推算跟蹤作為視覺導航控制的輔助控制關(guān)鍵技術(shù),有利于實現(xiàn)巡線機器人的穩(wěn)定巡航和越障。論文依據(jù)巡線機器人的運動模型,分析了重心調(diào)整機構(gòu)在巡線機器人穩(wěn)定性控制中的應用,并分析了俯仰式雙目立體視覺系統(tǒng)在視覺導航中的跟蹤應用。綜上所述,研究結(jié)果表明了本文所提出的巡線機器人的視覺導航方案能夠?qū)崿F(xiàn)巡線機器人運動模型輔助立體視覺導航,方案可行穩(wěn)定;所設(shè)計的前視覺俯仰系統(tǒng)及重心調(diào)整機構(gòu)能夠提高視覺導航穩(wěn)定性。本文所做工作對巡線機器人的進一步研究有一定的推進作用,為后續(xù)的機器人巡線探損工作奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:As a new type of transmission line patrol technology, line patrol robot can improve the efficiency and quality of transmission line patrol and ensure the stability of transmission line. As one of the hot research topics in the field of robot, line patrol robot has high application value and application prospect. The application scheme of stereo vision navigation technology in line-patrolling robot is introduced. The feasibility and stability of visual navigation are verified by combining the motion model of line-patrolling robot. The key technologies are analyzed and studied. The specific research contents include: binocular stereo vision system, kinematics model modeling of line-patrolling robot, line-patrolling robot. Binocular stereo vision system is the basis of stereo vision navigation. This paper studies the imaging mode and stereo measurement principle of binocular stereo vision system, and analyzes the calibration method of binocular stereo vision system. Finally, the calibration result is obtained by experiment. The robot motion model is the basis of realizing the motion control of the line-patrolling robot.Based on the analysis of the running environment of the line-patrolling robot,this paper discusses the obstacle-surmounting behavior,designs a new obstacle-surmounting structure and mode,and studies its motion model and the function of the binocular stereo vision subsystem in this structure. It is the basic guarantee for the patrol robot to realize the patrol function along the line. On the basis of studying the common robot visual navigation methods, this paper proposes a visual navigation method for the patrol robot designed in this paper, and discusses the obstacle-crossing behavior planning scheme of the patrol robot. The experimental results show that the navigation method is feasible. Stability control and stereo vision predictive tracking are the key technologies of visual navigation control, which are helpful to realize the stable cruising and obstacle surmounting of the line-patrolling robot. Based on the motion model of the line-patrolling robot, this paper analyzes the center of gravity adjustment mechanism in the stability control of the line-patrolling robot. In summary, the research results show that the vision navigation scheme of the line-patrolling robot proposed in this paper can realize the motion model-aided stereo vision navigation of the line-patrolling robot, and the scheme is feasible and stable; the pre-vision pitching system and the center of gravity are designed. The adjusting mechanism can improve the stability of visual navigation. The work done in this paper can promote the further research of the line-patrolling robot and lay a foundation for the follow-up work of robot line-patrolling inspection.
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

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本文編號：2235017