配電線路維護機器人目標識別和定位研究.pdf

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

2、基礎上，設計了視覺系統(tǒng)中目標識別與定位子系統(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)境中的圖像預處理方法。針對復雜背景下作業(yè)目標提取困難的問題，提出了基于顏色直方圖和形態(tài)學的圖像分割方法。針對弱光、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，為提取作業(yè)目標奠定了良好的基礎。⑶復雜背景下作業(yè)目標識別方法研究。為識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，對熔絲管管體進行識別。針對操作環(huán)識別困難的問題，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別操作環(huán)。針對復雜背景中其它物體對熔絲管識別造成的干擾，提出基于熔絲管管體和操作環(huán)互相約束的熔絲管識別方法，識別復雜背景中的熔絲管。實驗結(jié)果表明，所提方法可以識別不同場景中的熔絲管，準確度高，且魯棒性較好。⑷基于雙目視