基于视觉伺服的变电站巡检机器人自主充电对接技术

来源 :青岛科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhengwei129
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着机器人技术的迅速发展,使用巡检机器人对变电站进行巡检已经成为了保证变电站稳定运行的重要手段。由于在无人值守的地区或危险区域,难以保证全天候的人工巡检,因此通过使用具备自主充电功能的机器人对变电站设备进行持续的巡检,可以保证变电站稳定的运行。机器人的自主充电对接问题在机器人长时自主巡航中具有研究意义,论文针对巡检机器人的自主充电问题进行了研究,设计并实现了一种高效的自主充电对接方案。论文的主要工作如下:首先,论文搭建了巡检机器人底盘控制系统并进行运动学分析。为了对巡检机器人的自充充电对接过程进行研究,设计了巡检机器人的底盘控制系统,采用全向移动机器人作为底盘控制系统,其动作灵活,适用于各种伺服任务。其次,针对变电站巡检机器人现有自主充电对接方案和其存在的不足,将机器人的自主充电对接过程分解为远程返航和近程对接进行研究。在远程返航阶段,针对传统的路径规划算法D*Lite在动态规划中存在的局部最优问题,提出地图转角处预瞄算法,可以通过预判障碍物,提前进行路径规划,提高机器人返航的效率。在近程对接阶段,针对现有的对接方案受环境影响大,成功率低的问题,提出基于April Tag标签的位姿测量方案,通过对相机采集到目标图像的预处理,提高目标的识别精度,并对辅助标签进行识别,获取到检机器人和充电装置的相对位姿。再次,在对基于April Tag标签的位姿识别进行深入研究的基础上,针对巡检机器人和充电装置的对接问题,设计了基于位置的视觉伺服控制器,对机器人进行运动控制以完成对接任务。最后,利用巡检机器人实验平台,设计并完成了自主充电的实验。对路径规划阶段进行仿真实验,对视觉测量阶段、充电对接阶段进行物理实验,实验结果验证了提出的自主充电对接技术具有明显的优越性和实用性。
其他文献
交通运输作为国民经济的命脉,在人类文明发展进程中的作用日益显著,科学的交通规划与管理策略能够充分发挥交通运输在社会经济发展中的潜力,推进人类文明前进的步伐。各国政府虽在交通基础设施方面持续投入,但汽车保有量的持续增加,导致交通拥堵及环境恶化日益严重。针对此问题,各领域的研究者提出不同的应对策略以缓解交通拥堵,但仍未从根本上解决这一世界性难题。究其原因,是现有的研究未能完全揭示交通系统的内在演化机理
学位
为将三维成像技术应用到远距军事目标的识别中,本文利用孔径编码技术研究了一种隐蔽性强、适合远距离目标测距的单目式被动测距技术,该技术具有三维成像精度高、体积小、携带方便等特点。通过理论分析与实验验证相结合的方法,设计了基于被动测距原理的光学成像系统,实现了一种单目式距离测量系统。同时也为今后进一步开展相关工作提供理论依据和技术支持。主要研究内容有:完成孔径编码成像技术理论研究。本文基于傅里叶光学理论
学位
非线性系统能够对复杂的工业过程、物理过程以及自然现象实现很好地描述,几十年来一直是一个活跃的研究课题。本文针对分数阶非线性方程误差类系统的参数辨识问题,基于迭代搜索技术,结合多新息辨识理论和关键项分离等思想展开研究,获得如下研究成果:(1)针对方程误差类系统中的有限脉冲响应自回归模型,引入关键项分离对分数阶非线性有限脉冲响应系统进行参数化得到伪线性回归模型。针对该分数阶非线性有限脉冲响应系统,在辅
学位
本篇论文分别针对采用了P型迭代学习控制律、PD型迭代学习控制律以及PID型迭代学习控制律的一般非线性系统,提出了一系列基于迭代动态线性化的数据驱动自适应整定参数优化方法,并通过严谨的数学分析和仿真验证了所提出方法的有效性。本文的主要研究内容和创新点总结如下:一、针对采用P型迭代学习控制律的一般非线性系统,提出了两种基于迭代动态线性化的数据驱动自适应整定参数优化方法。首先,采用紧格式迭代动态线性化方
学位
我国正处于人口加速老龄化阶段,因脑卒中产生的偏瘫患者数量庞大且逐年递增,这对我国的康复医疗体系提出了严峻的考验。本课题以提高偏瘫康复效果和减轻康复医师短缺现状为目标,研制了一款基于人体上肢生理学运动特性的七自由度上肢康复机器人。具体内容如下:首先,对现有上肢康复机器人机构特点进行归纳总结。基于上肢生理学运动特性以及偏瘫康复理论,提出上肢康复机器人的设计要求,并制定总体方案。其次,根据总体方案,设计
学位
当今世界上最现实的问题之一是保护环境的问题。世界经历了许多灾难往往是由环境问题催化的。如今,国际社会努力实现可持续的经济和最环保的商品生产。对生态产品的需求不断增长,供应也相应增加。一些不太环保的品牌正在寻求转向更环保的制造。为了让买家在购买环保商品时不被误导,有必要进行一定程度的环保教育,这将有助于更清楚地了解此类商品的质量。为了收集数据,我们对受访者进行了调查,并使用统计程序SPSS和AMOS
学位
随着社会的日益发展,人们对智能化设备的需求愈发强烈。作为一种典型的智能化设备,轮式移动机器人得到众多专家学者的关注和研究。近年来,轮式移动机器人在生活家居、快递物流、工业生产和军事探索等方面均具有广泛的应用。鉴于运动控制是机器人能够完成实际任务的基础,本文将研究一类三轮移动机器人的点镇定、轨迹跟踪和轨迹避障等相关运动控制问题。主要研究内容如下:首先,研究移动机器人的点镇定问题。建立移动机器人在极坐
学位
随着航空航天科技的迅速发展和国防科技的需要,高超声速技术已成为当今航空航天领域的制高点。SMA应用于高超声速飞行器的结构中,足够适应飞行器对自身结构轻量化、高寿命、高可靠性等要求,其中近等原子比的Ni Ti合金因其良好的综合性能获得了最广泛的应用。采用NiTi SMA/5052铝合金混合结构将充分发挥两种材料各自的优势,NiTi SMA/5052铝合金异质材料的高性能连接将成为保证其可靠服役的核心
学位
现今随着信息技术的迅猛发展,传统安防产业正往智能化转变。在智能安防产业当中对无线目标定位信息的需求也日益增加,在一些对灵活性和便携性较强的安防场景当中,对具体的无线定位系统的定位精度与定位复杂度,以及定位系统的部署成本提出更高的要求。目前,绝大多数定位大多数技术是基于经典的三角测量或三边测量算法,需要更复杂的定位系统。而单个便携式基站定位对灵活性和便携性较强等部署成本受限的场景中备受关注,仅需要获
学位
沸石作为一类具有有序分布的微孔晶体材料,因其优异的形状选择性、强吸附与离子交换能力、高化学稳定性、可调节的酸度等特性已经成为科研工作中的研究热点。其中SAPO-34和ZSM-5近来作为金属负载型催化剂的理想载体已成为研究焦点。传统合成沸石的方法以水热法为主,但此方法具有耗时长、产率低、能耗高且污染水资源等弊端,严重阻碍了沸石的可持续发展。在国家生态文明建设要求下,无溶剂法和蒸汽辅助转化法因其溶剂用
学位