天车的安全、可靠运行对企业物料调运生产至关重要。为研究天车运行的特点,提高天车的自动化、智能化水平,在实验室设计、搭建了天车机器人系统实验平台,对天车运行特点及视觉系统避障、监控进行了研究。本文研究结果对提高天车运行的自动化、智能化具有借鉴意义。课题主要研究内容有:分析了天车机器人原理、结构,对天车机器人执行系统、控制系统及视觉传感器进行了设计、选型;并建立、分析了天车机器人运动学坐标系及简化的天车机器人坐标系。建立分析了天车机器人模型。针对天车主要部件中的大车、小车及吊钩运动的不同组合,分别建立并分析了吊钩几何重心运动轨迹模型。分别针对天车机器人吊钩柔索运动状态,建立了吊钩静止或直线运动状态的重心轨迹、吊钩出现平面摆动时的运动轨迹。建立了天车机器人双目立体视觉模型;分析了相机小孔成像模型、相机参数模型及吊钩重心成像坐标与天车机器人直线运动速度间的关系,建立了天车机器人平行双目立体视觉模型。采用RGB不同颜色阈值选取方法对吊钩目标图像进行分割。通过对吊钩运动序列图像的裁剪,采用基于颜色的吊钩图像分割方法,将吊钩从复杂的背景中分割出来。基于SIFT特征点匹配方法实现了吊钩目标物的图像匹配,并基于H-S光流法实验研究了视觉识别与跟踪。