基于Kinect2的光伏清洗機器人實時環(huán)境重建與自主導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、在光伏發(fā)電得到越來越多應(yīng)用的今天，如何高效維護光伏電池板的清潔成為亟待解決的重要難題?，F(xiàn)有的人工清潔、噴淋系統(tǒng)、移動清洗車以及板上機器人等清洗方法都有著各自的局限性，無法大范圍推廣使用。因此急需能夠自主工作且成本低廉的光伏清洗機器人，這就要求機器人能夠?qū)崟r獲得電池板的三維結(jié)構(gòu)信息以便控制清洗刷，同時也要能夠在各排電池板之間自主移動，從而使得實時三維環(huán)境重建與自主導(dǎo)航技術(shù)成為研究中的關(guān)鍵問題。
　　本文采用低成本的Kinect2傳感

2、器，研究半結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的實時三維環(huán)境重建算法，同時利用重建得到的三維環(huán)境地圖，實時規(guī)劃光伏清洗機器人的運動路徑以完成清洗任務(wù)。本課題主要研究了以下四個方面的內(nèi)容：
　　（1）Kinect2標(biāo)定與點-線特征提取算法研究。
　　首先分析Kinect2傳感器的測量誤差以及誤差來源，進行Kinect2的標(biāo)定實驗，以減小測量誤差；為充分利用光伏清洗機器人半結(jié)構(gòu)化工作環(huán)境中的有效信息，研究從灰度圖像中快速提取點特征與線段特征的算法。

3、r>　?。?）基于點-線特征的三維環(huán)境實時建模算法研究。
　　利用最小化重投影誤差的方法，完成兩幀三維點云的拼接配準(zhǔn)；研究基于點-線特征進行閉環(huán)檢測的方法，使用閉環(huán)優(yōu)化的方法消除拼接累積誤差。然后基于八叉樹概率化方法，進行點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究，以獲得結(jié)構(gòu)緊湊且易于維護的三維柵格結(jié)構(gòu)，為光伏清洗機器人在各排電池板間的導(dǎo)航與規(guī)劃提供了基礎(chǔ)。
　　（3）基于AD*與彈性帶算法的自主導(dǎo)航算法研究。
　　研究如何在重建的三維環(huán)境中實