車站的摘鉤工作是持續(xù)不斷進行的,由人來完成有時會難以保證工作效率,造成摘鉤失誤,所以利用火車摘鉤機器人來進行摘鉤工作可以保證摘鉤效率,準確進行摘鉤�；疖囌^機器人要完成摘鉤動作,不僅要有和人一樣的識別目標并能實時跟蹤目標的能力,還要有達到期望位置的規(guī)劃、運動能力,對火車摘鉤機器人進行系統(tǒng)的各方面的設計是保證機器人完成摘鉤工作的前提。本文主要對火車摘鉤機器人的行走機構進行深入的分析與研究,行走機構是火車摘鉤機器人的重要組成部分,它不僅要保證能夠準確地追上待摘車鉤,而且還要確保追上后和待摘車鉤同步運動。根據(jù)摘鉤機器人的運動要求,本文主要完成的工作如下:首先,對火車摘鉤機器人的本體結構、系統(tǒng)的組成及原理進行了描述,由工作原理可以知道行走機構在追蹤目標之前需要識別車鉤并確定車鉤的具體位置,采用實時性比較高的SIFT算法進行待摘車鉤的識別,確保圖像中的車鉤不論大小、方向怎么變化,都能被準確地識別出來。其次,針對追蹤過程中前方運動目標在視野中會有尺寸的變化,設計了一種基于Mean Shift算法的能夠根據(jù)目標的變化自適應調整跟蹤窗口的算法。針對在連續(xù)視頻圖像中,目標可能會存在遮擋的情況,加入了Ka... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

上、下摘鉤手柄

3用價值，但是并沒有考慮到如何對不同結構的車鉤執(zhí)行不同的摘鉤動作。圖1.2亞琛工大設計的摘鉤機器人系統(tǒng)前蘇聯(lián)對自動摘鉤的機器人提出過設想，他們提出可以將摘鉤機器人固定在某一確定的位置，然后進行摘鉤。顯而易見，這種設想是不科學的，固定的設備不可能對運動中的車鉤實行摘鉤動作。20世紀70年代末，日本設計了一種火車摘鉤機器人來實現(xiàn)摘鉤自動化的設想，設計的摘鉤機器人如圖1.3所示。該設計并不像平常一樣將摘鉤機器人放在火車旁邊的軌道上，而是采用了將機器人懸空在車廂上方的方式，這樣的設計不占用車站的軌道空間。該摘鉤機器人設計的主要思路是：在運行的列車上方鋪設一條環(huán)形軌道，摘鉤機器人在環(huán)形軌道上運動并保持和待摘車鉤同步向前運動，當運動到需要摘鉤的位置時，摘鉤機器人就伸出手臂完成摘鉤，然后收回手臂繼續(xù)繞著軌道運動等待下一次摘鉤。該設計的優(yōu)勢在于環(huán)形軌道上可以同時有多個機器人運動，同時對多個待解體車廂進行摘鉤，但是不足是軌道不是很長，不能保證當需要解體的車廂距離很遠時，同時進行摘鉤[7]。該設計只是初步進行了實驗，并沒有應用在實際的工作中。機械手位置駝峰推送方向推送線峰頂圖1.3日本設計的摘鉤機器人1.2.2火車摘鉤機器人國內研究現(xiàn)狀國內對火車摘鉤機器人的研究相對于國外的研究進步了許多，不論是從結構設計還是系統(tǒng)設計方面，都有了很大的進展，這對將火車摘鉤機器人應用在實際工作中有著重

5每個部分完成不同的工作。他們對設計的機器人進行了結構分析與驗證，通過仿真來分析是否有實用性[12]，并采用PID控制器來進行位移軌跡的控制。1-底座2-垂直殼體3-垂直導軌4、11、13-伺服電機5、10、14-減速器6-垂直絲杠7-連接裝置8-水平殼體9-水平導軌12-水平絲杠15-光杠16-末端執(zhí)行裝置圖1.5三自由度火車摘鉤機器人2013年，石家莊鐵道大學借鑒了日本的設計概念，將機器人放置在車廂上方來進行摘鉤，設計的機器人如圖1.6所示，摘鉤機械手垂直放在軌道下方完成摘鉤動作[13-14]，經過仿真分析驗證了該結構的合理性。圖1.6懸掛式火車摘鉤機器人目前對火車摘鉤機器人的研究主要是進行結構方面的分析與設計，雖然每一個設計的機器人都提到了整個摘鉤系統(tǒng)是如何工作的，但都沒有進行具體的規(guī)劃或者控制分析，僅有少數(shù)人對火車摘鉤機器人的視覺系統(tǒng)或控制系統(tǒng)進行了設計。2017年，張所斌對設計的火車摘鉤機器人搭建了具體的實物模型，設計了電路板，編寫了控制程序，但是僅限于用作實驗教學方面[15]。何霄對摘鉤系統(tǒng)中的視覺系統(tǒng)進行了研究，利用了雙目立體視覺技術進行距離測量[16]，并針對相對靜止狀態(tài)下獲取到的圖像提出了目標識別的方法。


本文編號：3074223