基于机器视觉的铁路油罐车自动装车系统研究

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目前,石油企业在国内进行大规模石油运输时基本采用铁路运输方式。由于铁路油罐车的容量限制,油品运输需要大量的铁路油罐车运载,而油料的灌装过程十分繁琐。传统的灌装方式,操作人员需要对灌装装置(通常为大鹤管)进行人工定位,劳动强度大,很容易产生疲劳和发生事故,并且手动对接的工作效率很低。针对这些情况,本文提出了一种基于机器视觉的铁路油罐车自动装车系统的方案,利用机器视觉技术来对油罐车的罐口进行定位,得到罐口的空间位置后,结合工业机器人技术,用新型的多自由度大鹤管模型,直接将鹤管插入罐口中,完成自动灌装任务。相比于仅使用视觉技术的定位系统,本系统提高了成本,但对于整个油品装车环节,却实现了快速精确地罐口定位和大鹤管自动灌装,大大提高了油品装车的效率,从长远角度看,这种成本的提高是很有必要的。  本文的创新在于将工业机器人技术引入大鹤管控制模型,在工业相机对油罐车罐口进行定位后,通过工控机控制多自由度大鹤管到达目标位置,完成油品装车任务,替代了单独使用计算机作为图像处理器的传统方式,提高了整个工业流程的自动化程度。系统具有成本低,功耗低,稳定性高等特点,这对于实际工作和生产具有十分重要的意义。  基于机器视觉的铁路油罐车自动装车系统的设计涉及到图像采集,图像传输、图像处理、系统标定、工业机器人控制等多方面技术。系统标定和图像处理技术是视觉采集系统的关键核心。系统通过对图像的分析和处理,得到罐口的圆心坐标位置,最终根据位置坐标控制大鹤管自动将油枪送到罐口进行灌装,等完成灌装任务后回到原位。系统将全面替代了人工灌装操作,使灌装定位实现自动化,让灌装工人摆脱了繁重的体力劳动,提高了生产力,具有很强的实用性。
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