仓库安防巡检机器人关键技术研究

来源 :沈阳大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:shushuclover1
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当今社会,很多大型仓库的安防一般需要在仓库各个角落安装许多摄像头。除光学信息外,热源信息也同时被需要。但市面上的大型远红外摄像头价格昂贵且不具实用性。本文根据对实际需求的分析,对移动机器人与安防系统概念融合产生的仓库安防巡检机器人进行设计与研究,主要的研究内容如下所述:  对整体机械结构进行了设计,自主研发了一个采用Mecanum轮结构的全向灵活移动的底盘,保证了巡检的稳定性,并且设计了两自由度的云台,不仅可以上下旋转,而且可以围绕着中心360度匀速旋转,使云台所搭载高清双目摄像头和热红外摄像头以及各类传感器可以无死角的采集到所需的各类数据。  基于对微控制器MIQI-RK3288和STM32F427II6开发板的共同设计完成了仓库安防巡检机器人的硬件控制系统设计,并详细分析机器人各模块的硬件结构设计。  对机器人底层控制器算法进行了设计,主要有模糊PID算法对车身电机的控制设计、基于Mecanum轮的全向移动平台的设计。  对机器人自主导航算法进行研究,主要有安防巡检机器人的定位与二维地图构建、改进的蚁群算法和改进的BUG算法的动静态路径规划与避障。  对机器人图像拼接算法进行研究,主要利用特征点提取的SIFT算法进行特征点匹配,并结合改进的随机抽样一致性算法RANSAC算法进行错误匹配点剔除,最后得到的匹配点用加权平均法进行图像融合。  通过实验室环境验证,机器人能够完成自主规划行走路线的巡视工作,并对巡检路线上的热源目标进行视频数据采集和自动检测,从而起到替代人工巡检,具有巡检效率高、运行稳定可靠、检测精度高、节省人力成本等诸多特点。
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