【摘 要】
:
随着当今社会自动化与智能化产业的不断发展,自动导引车辆(AGV,Automated Guided Vehicle)在物料传输及其它衍生功能中起到越来越关键的作用,其中AGV导引方式中的视觉导引如今已逐渐成为最热门的感知方式之一,但实际上当前并未得到大规模的商业化落地与应用。AGV在实际运行时难免会遇到过度曝光或阴影区域,还可能出现导引线不明显甚至破损等干扰导引线识别的现象,因此为了提升视觉导引AG
论文部分内容阅读
随着当今社会自动化与智能化产业的不断发展,自动导引车辆(AGV,Automated Guided Vehicle)在物料传输及其它衍生功能中起到越来越关键的作用,其中AGV导引方式中的视觉导引如今已逐渐成为最热门的感知方式之一,但实际上当前并未得到大规模的商业化落地与应用。AGV在实际运行时难免会遇到过度曝光或阴影区域,还可能出现导引线不明显甚至破损等干扰导引线识别的现象,因此为了提升视觉导引AGV的鲁棒性,从软件层面解决现有技术的不足,本文着重针对视觉导引AGV在复杂工作环境下运行时难以精准提取导引线的问题展开了研究,探索了抗干扰视觉技术在AGV领域的应用;同时对其导航偏差的计算与横向运动控制也进行了深入研究与验证,旨在提升AGV的运动品质,在图像处理与运动控制两大方面为视觉导引AGV的路径跟踪控制提供了新方法、新思路。本文的主要研究内容如下:(1)分析了如今在导引线识别方向的技术难点与现有技术的不足,并针对AGV的导引线识别算法进行研究,将导引线识别提取过程分为图像预处理、边缘提取、导引线筛选及导航偏差计算四个步骤。图像预处理部分主要针对图像中的光照不均区域展开研究,设计了一种基于快速引导滤波与变参二维Gamma函数的图像校正算法对光照不均区域进行图像校正,以解决由光照不均导致的导引线边缘难以检测提取等问题。本文在导引线边缘提取与筛选时,首先按照H、S、V分量所属区间进行特定色彩区域筛选,从而得到二值化图像;之后利用类蚁群算法初步进行图像边缘检测,在具备实时性的前提下将符合规则的全部轮廓区域提取;在导引线筛选时引入导引线宽度特征,从边缘图像中进一步精确筛选符合特征的线条从而完成导引线的识别与提取;之后根据前瞻值进行了预瞄点纵向位置的计算,并结合图像矩从识别出的导引线中确定预瞄点的具体坐标,与图像的绝对中心作差得到导航偏差。最后在不同典型场景下进行了导引线识别算法的验证,结果表明本文所设计的图像预处理及导引线提取算法具有较高的抗干扰能力与识别率,在不同环境下均得到了较好的导引线提取效果,能够支持AGV在复杂环境下的有效识别。(2)针对AGV的横向运动控制进行了深入研究。首先根据最优预瞄控制理论与运动学模型得到期望的横摆角速度,然后利用变论域模糊滑模控制器根据横摆角速度实际值与期望值的偏差计算得到所需的前轮转角。在计算过程中对传统滑模控制器进行优化,使用变论域模糊控制及时调整切换增益系数,进而成为一种基于预瞄的变论域模糊滑模控制器。最后基于Simulink与Car Sim联合仿真平台对本文设计的运动控制算法进行了验证,并与PID控制、传统模糊滑模控制进行了对比,结果证明基于预瞄的变论域模糊滑模控制算法具有较高的控制精度和快速收敛性。与模糊滑模控制相比,该算法能够适应更多工况,具备更快的响应速度,更高的控制精度与工况自适应能力。(3)在控制算法部分设计完毕后介绍了AGV系统功能试验平台的搭建,试验场景及结果分析,硬件部分介绍了AGV整车试验平台的硬件组成与各模块功能,软件部分介绍了通讯方式、基础架构与各模块内部的具体算法实现方式。最后在前文单独验证各部分控制算法功能的基础上依托AGV整车试验平台在典型复杂场景下进行了实车综合性能试验,试验结果表明本文采用的感知算法可行有效,且具有较强的抗干扰性能,较好的运动品质与较快的运算性能,能够满足视觉导引AGV在各种复杂环境下正常工作使用的需求。
其他文献
高熵合金独特的合金设计和显著的高熵效应,使得其形成的高熵固溶体合金在很多性能方面具有潜在的应用价值。面心立方型高熵合金具有优良的塑性和韧性而备受关注,但强度较低限制了此类高熵合金在高端工程材料领域的应用。因此本文选用B和Y元素作为强化元素的FeCoNi1.5CuB0.5Y0.2高熵合金作为研究对象,采用高能球磨法制备合金粉末,然后利用微波烧结法成型,最后进行热处理,以期通过优化关键制备参数及热处理
量子点(QDs)作为一种新型荧光纳米材料,具有量子产率高、斯托克斯位移大、吸收光谱宽、发射光谱可调、光稳定性好、易于功能化修饰、生物相容性好等卓越的光学和化学特性。因此,它被广泛应用于生物传感、荧光编码、细胞成像和病毒示踪等领域。一直以来,以QDs作为荧光标记物的荧光免疫层析和环介导等温扩增等技术在即时检测(POCT)中备受关注。近年来,随着智能手机的功能日渐强大,QDs开始与其结合,用以构建PO
自动驾驶技术能有效缓解交通拥堵和交通安全问题,并且为产业升级提供了强大的动力,无人驾驶车辆已经成为现在研究的热点技术之一。模型预测控制具有预测信息和处理多约束的能力,能多场景、多目标地控制目标车辆。因此,在自动驾驶领域研究模型预测控制有重要的意义。首先构建在模型预测控制中使用的道路模型和车辆模型。在Frenet公式的基础上,采用了一种能获取中心线和道路边界线对应关系的方法将车道线参数化。结合单轨二
随着我国城镇化建设进程加快,城市水环境问题日益凸显。面对亟待解决的城市水危机,2015年,中国启动“海绵城市计划”,这是一项综合城市雨水管理战略,旨在缓解城市洪水灾害和水资源短缺带来的矛盾与挑战。海绵城市建设倡议被寄予希望并在全国推广,但其挑战和风险不容忽视。海绵城市建设是复杂的巨系统工程,其投资大、影响广、技术复杂,工程涉及到多元化利益相关主体,其建设可能产生相互矛盾的影响格局,利益与资源分配的
足式机器人展现了强大的运动能力,能够适应崎岖地形,在军事、救灾等任务中有广阔应用前景,涌现了众多足式机器人研究成果。但现有控制方法大多基于人为设计的运动,对于一些复杂的任务,难以人为地设计出符合机器人动力学的轨迹,为了扩展足式机器人的应用场景,亟需一种将上层任务描述转化为机器人运动的足式机器人运动规划方法。足式机器人运动规划的难点在于机器人基体位姿不能直接控制,必须通过末端执行器(足端或手)与环境
镇江肴肉是一种驰名中外的镇江传统名菜,其制作工艺是在传统基础上引进现代低温肉制品加工技术,在最大程度上保留了肴肉的营养成分与口感,因此深受消费者的喜爱。然而,在肴肉的生产加工过程中,添加剂的过量、环境污染、微生物污染、储存运输条件不当等因素都会对肴肉的品质造成影响,不仅会降低肉品的营养价值和安全质量,还会对消费者的健康构成威胁。传统的肴肉品质安全检测技术在实际生产检测中存在操作复杂、耗时耗力、成本
随着制造业服务化战略的兴起,先进制造业延伸服务链条,链接制造、服务提供以及信息反馈过程,实现与现代服务业的深度融合,缔造出契合时代背景,囊括产品流及服务流的产品服务供应链网络。但此网络结构复杂,消费者诉求趋于多样化,市场需求呈现出高度不确定性特征,干扰网络主体制定决策,进而影响各参与者的利益最大化。因此,本文聚焦于市场需求的不确定性特征,研究单周期和多周期情境下产品服务供应链网络的均衡问题,以期为
针对奥氏体合金(奥氏体不锈钢和镍基合金)激光异材焊接凝固裂纹问题,基于舍弗勒相图,本文以SUS304不锈钢为基材,以7种不同化学成分镍基合金为焊材,制备含不同化学成分异种奥氏体合金焊接接头,利用开发的新型热裂纹试验方法对其进行凝固裂纹敏感性定量研究,探明舍弗勒相图单相奥氏体区域内凝固裂纹敏感性分布特征,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射分析和电子探针显微分析等手段分析焊缝组织,阐明单相
所有权与经营权的分离是公司治理问题产生的根源。自从研究表明良好的公司治理结构与更好的公司绩效之间存在联系,公司治理便有了新的意义。公司治理概念背后的主要目标是建立一种保护股东财富的控制和监督机制。有效的控制机制可以通过集中的股权结构和有效的董事会来实现。然而,一些仍无定论的证据促使本文在中国这样的新兴经济体背景下研究这一现象。虽然董事会特征与公司绩效的关系仍没有定论,但以前的主要聚焦于英美视角的文
胶体、核酸和蛋白质等往往带有大量电荷而成为聚电解质,聚电解质所处的盐溶液环境可以调节其间的有效相互作用,从而对胶体、核酸和蛋白质等聚电解质的结构组装和结构稳定性有着至关重要的作用。本文利用蒙特卡洛模拟方法,研究了异种荷电胶体球间有效相互作用中的离子效应,取得了以下创新性成果:1.研究了异种荷电胶体球间有效相互作用中高价离子效应。本文通过广泛蒙特卡洛模拟发现,在低浓度高价盐条件下异种荷电胶体球相互吸