配電線路維護(hù)機(jī)器人目標(biāo)識(shí)別和定位研究.pdf

1、隨著技術(shù)的進(jìn)步，在配電線路帶電維護(hù)作業(yè)中使用機(jī)器人代替人進(jìn)行作業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在室外非結(jié)構(gòu)化作業(yè)環(huán)境中，機(jī)器人視覺系統(tǒng)采集到的圖像易受復(fù)雜背景、天氣和光照等各種環(huán)境因素的影響，大大增加了識(shí)別和定位作業(yè)目標(biāo)的難度。為了使得機(jī)器人能夠自主完成帶電作業(yè)任務(wù)，本文結(jié)合某配電線路維護(hù)機(jī)器人的研發(fā)項(xiàng)目，研究了作業(yè)目標(biāo)識(shí)別和定位方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)配電線路維護(hù)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，詳細(xì)描述視覺系統(tǒng)應(yīng)具備的功能。在此

2、基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了視覺系統(tǒng)中目標(biāo)識(shí)別與定位子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)和防碰撞檢測子系統(tǒng)的技術(shù)方案。⑵研究配電線路環(huán)境中的圖像預(yù)處理方法。針對(duì)復(fù)雜背景下作業(yè)目標(biāo)提取困難的問題，提出了基于顏色直方圖和形態(tài)學(xué)的圖像分割方法。針對(duì)弱光、局部高光和全局高光的圖像，分別采用CLAHE、灰度非線性變換以及同態(tài)濾波等方法進(jìn)行處理，突出了弱光、局部高光和全局高光圖像中的作業(yè)目標(biāo)，為提取作業(yè)目標(biāo)奠定了良好的基礎(chǔ)。⑶復(fù)雜背景下作業(yè)目標(biāo)識(shí)別方法研究。為識(shí)別跌落式熔斷器中的

3、熔絲管，提出了一種基于幾何約束的直線擬合法，采用概率Hough變換，并利用直線平行和距離約束等條件，對(duì)熔絲管管體進(jìn)行識(shí)別。針對(duì)操作環(huán)識(shí)別困難的問題，利用熔絲管管體和操作環(huán)的幾何位置關(guān)系，提出基于位置和大小約束的橢圓擬合法識(shí)別操作環(huán)。針對(duì)復(fù)雜背景中其它物體對(duì)熔絲管識(shí)別造成的干擾，提出基于熔絲管管體和操作環(huán)互相約束的熔絲管識(shí)別方法，識(shí)別復(fù)雜背景中的熔絲管。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提方法可以識(shí)別不同場景中的熔絲管，準(zhǔn)確度高，且魯棒性較好。⑷基于雙目視