基于双目识别技术挖掘机器人控制系统地研究

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1、基于双目识别技术的挖掘机器人控制系统的研究摘要挖掘机的智能化既能够提高劳动生产率，又可提高操作的安全性，使操作人员远离恶劣的工作环境，实现在无人驾驶情况下的自主作业。本文重点研究了挖掘机器人的双目立体视觉系统、上下位机的分级控制模式、基于CAN总线技术和串口无线通信技术的信号传输系统，并建立挖掘机器人的运动学数学模型，基本实现了预期的挖掘机器人智能控制方案。具体内容如下：首先，本文针对挖掘机作业对象物形状复杂且无规则的特点，制定了专门解决该种对象物识别问题的双目立体识别算法，并在此基础上组建了双目视觉识别系统，实现了对作业对象物的自主识别、方位判断和体积计算。然后，采用上、下位机分级控制模式

2、作为挖掘机器人智能控制系统的组成方式。其中上位机可进行大量高效的数据处理，而下位机则专门运行挖掘机器人行走程序等底层控制程序。这就为控制设备的微小化提供了空间，使得该控制系统不仅可应用于大型机械设备，也可用于微型仪器，拓展了其应用范围。接着，采用无线通信模块实现了上、下位机之间的无线串口通信，解决了以往挖掘机器人移动不自由的问题。同时采用CAN总线技术组建通信系统，进一步提高了系统的抗干扰能力和信号在各模块之间的传输效率。最后，对挖掘机器人的工作装置进行了运动学解析，建立了针对挖掘机器人的运动学数学模型，并探讨了其有效工作范围，为在后续研究中对挖掘机器人进行动作规划，运动仿真和挖掘轨迹控制等

3、做了基础性的准备工作。本文给出了一套挖掘机器人的控制系统设计方案，对图像识别算法、行走控制系统、无线通信实现、工作装置运动学解析等进行了较为深入的研究，并对研究结果进行了实验验证。该挖掘机器人控制系统可使挖掘机作业由传统的单纯依赖操作者驾驶技术转变为全面实现无人驾驶、远程监控和高质量长时间平稳作业。本文较好的解决了挖掘机器人对作业对象物的识别及方位体积计算问题，为在复杂环境中识别无规则对象物提出了一种可行的解决思路，具有一定的创新性。另外，在完成挖掘机控制的同时实现了上、下位机间的无线通信，使得挖掘机器人的行动更加自由，进一步提升了其对实际挖掘作业环境的适应性。该控制系统实现方案不但能有效提

4、高作业质量，而且可减轻劳动强度，提高生产效率，为工程机械的自动化、智能化提供技术支持，在挖掘机研究领域和机器人学领域都具有重要的社会经济效益。关键词：挖掘机器人，双目视觉识别，CAN总线，智能控制，无线通信ⅡSTUDYoNTHECoNTRoLSYSTEMoFEXCA哪INGRoBoTBASEDONBINoCULARⅥSUALRECOGNITIONTECHNIQUEABSTRACTTheintelligenceofexcavatornotonlycanimprovelaborproductivity，butcanalsoimproveoperationalsafety，SOthattheope

5、ratorcanke印awayfromthepoorworkingenvironmentandtheautonomousoperationwillbecomereality．Thispapermainlycarriesoutresearchonthebinocularstereovisualsystem，thehierarchicalcontrolmodecomposedbyupperandlowermachinesandthecommunicationsystembasedonthetechnologiesofCANbusandwirelessserialcommunication,and

6、thenthemathematicalmodeliSalsoestablished．Andtheresultsshowthattheintelligentcontrolschemeofexcavatingrobothasbeenbasicallyrealized．Thecontentsareasfollows：First，aimingatthecomplexandirregularconfigurationcharacteristicsoftheobjects，thispaperdevelopsaspecializedbinocularstereovisualrecognitionalgor

7、ithmforsuchobjectrecognitionproblemandconfiguresabinocularvisualrecognitionsystembasedonit．ItCanachievethetargetofautonomousrecognition，positionjudgmentandvolumecalculationoftheobject．Then，thispaperadopting