本文關(guān)鍵詞：基于環(huán)境識別平臺的挖掘機智能作業(yè)試驗系統(tǒng)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著市場對挖掘機等工程機械的需求不斷擴大,以及技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對液壓系統(tǒng)的控制性能和能耗控制提出了越來越高的要求。另外,在實際工況中,高代價培養(yǎng)的作業(yè)人員往往面臨著勞動強度大,工作環(huán)境惡劣,甚至帶有危險的工作環(huán)境。在這些技術(shù)及應(yīng)用需求之下,本論文設(shè)計了一個能識別現(xiàn)場情況的環(huán)境識別平臺；同時,設(shè)計了一個挖掘機智能作業(yè)平臺的基礎(chǔ),使之在加入新的液壓系統(tǒng)之后,能與環(huán)境識別平臺形成閉環(huán)控制,為今后智能工程機械的發(fā)展提供了技術(shù)支持。本論文采用了激光雷達和網(wǎng)絡(luò)攝像頭的信息融合技術(shù)進行實際環(huán)境的聯(lián)合環(huán)境識別；并在一臺日立ZAXIS120挖掘機上建立了智能作業(yè)系統(tǒng),在沿用其原有的油缸、液壓馬達的基礎(chǔ)上,對液壓系統(tǒng)進行了重新設(shè)計,采用并聯(lián)的基本油路結(jié)構(gòu),為新引入的兩套可編程液壓系統(tǒng)提供接口,并且使挖掘機能在所有三套液壓系統(tǒng)中實現(xiàn)快速切換,為實時對比三套液壓系統(tǒng)的挖掘效果和整機性能提供技術(shù)支持。本論文的主要內(nèi)容如下：第一章論述了開發(fā)現(xiàn)場環(huán)境識別平臺,以及挖掘機智能作業(yè)試驗系統(tǒng)的意義,介紹了工程機械中挖掘機智能作業(yè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,并結(jié)合本論文的研究目標,最后提出了本論文的研究內(nèi)容和研究難點。第二章主要介紹了環(huán)境識別平臺中的虛擬標記方案的理論依據(jù)。從介紹攝像機和激光雷達的工作原理入手,分析及證明了單獨使用單個攝像機,或者單獨使用激光雷達的方案是不能滿足挖掘機的工況的,并創(chuàng)新提出了屏幕虛擬標記的概念,從而介紹了虛擬標記的原理和理論依據(jù),證明了該方案是可行的。第三章主要介紹了環(huán)境識別的方案設(shè)計和挖掘機試驗系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計。首先分析了環(huán)境識別平臺方面的硬件構(gòu)成,主要是元件的性能介紹,再介紹了該部分的方案設(shè)計：通過網(wǎng)絡(luò)攝像機識別環(huán)境的色彩信息,并通過激光雷達識別環(huán)境的深度信息,采用了網(wǎng)絡(luò)攝像頭和激光雷達進行虛擬標記和實體標記通用的環(huán)境識別方案；最后敘述了挖掘機試驗系統(tǒng)的方案設(shè)計,包括液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案,元件分布等。第四章主要介紹了環(huán)境識別平臺和挖掘機試驗系統(tǒng)的研制開發(fā)。本章首先主要介紹了環(huán)境識別平臺的設(shè)計和研制,主要涉及關(guān)鍵參數(shù)選取、相關(guān)元件選型以及整個環(huán)境識別平臺的數(shù)據(jù)鏈路構(gòu)成；接著著重介紹了識別平臺的開發(fā),主要包括激光雷達從以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取開始到點云成像的開發(fā),網(wǎng)絡(luò)攝像頭依靠SDK二次開發(fā)包的視頻流獲取并基于OpenCV進行視頻顯示及環(huán)境特征提取,以及兩者的標定以及信息融合；最后介紹了挖掘機試驗系統(tǒng)的研制,包括動力元件模塊的構(gòu)建,執(zhí)行元件模塊的構(gòu)建和挖掘機機體方面的構(gòu)建。第五章主要介紹了環(huán)境識別平臺和挖掘機智能作業(yè)試驗系統(tǒng)的實驗設(shè)計流程和結(jié)果,首先介紹了對激光雷達與環(huán)境識別平臺之間內(nèi)部參數(shù)的方案和實驗,實驗結(jié)果良好；然后介紹了對攝像機內(nèi)部參數(shù)的方案和實驗,結(jié)果可靠；接著分兩種方法介紹了環(huán)境識別平臺聯(lián)合標定的方案和實驗,獲得了較好的數(shù)據(jù)；然后展示環(huán)境識別平臺對三維環(huán)境的建模能力與效果；最后介紹了挖掘機智能作業(yè)平臺的初步性能檢驗,可以認為基礎(chǔ)部分研制成功。第六章概括了全文的主要研究內(nèi)容,總結(jié)了研究成果,分別是開發(fā)了對應(yīng)的環(huán)境識別平臺,并研制了挖掘機智能作業(yè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。最后提出了在本論文基礎(chǔ)上進一步開發(fā)智能型工程機械的思路與想法。
【關(guān)鍵詞】：激光雷達 網(wǎng)絡(luò)攝像頭 環(huán)境識別平臺 挖掘機智能作業(yè)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU621
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1 緒論13-24
• 1.1 課題研究背景及意義13-15
• 1.2 工程機械中智能作業(yè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀15-21
• 1.2.1 卡耐基梅隆大學(xué)的自動挖掘裝載系統(tǒng)15-16
• 1.2.2 澳大利亞機器人中心ACFR的自主挖掘研究16-17
• 1.2.3 本筑波大學(xué)的自主液壓挖掘機17-18
• 1.2.4 韓國漢陽大學(xué)的自主挖掘系統(tǒng)18-19
• 1.2.5 芬蘭奧盧大學(xué)的六自由度挖掘機系統(tǒng)19-20
• 1.2.6 浙江大學(xué)的挖掘機機器人20
• 1.2.7 東北大學(xué)的智能挖掘機視覺系統(tǒng)20-21
• 1.3 課題研究內(nèi)容和研究難點21-22
• 1.3.1 課題研究內(nèi)容21-22
• 1.3.2 課題研究難點22
• 1.4 本章小結(jié)22-24
• 2 環(huán)境識別虛擬標記的理論依據(jù)24-33
• 2.1 網(wǎng)絡(luò)攝像機的空間映射與圖形采集原理24-28
• 2.2 激光雷達的深度信息掃描及最終回波原理28-31
• 2.3 虛擬標記方案的理論依據(jù)31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 挖掘機智能作業(yè)試驗系統(tǒng)設(shè)計33-44
• 3.1 環(huán)境識別平臺硬件構(gòu)成及方案設(shè)計33-37
• 3.1.1 環(huán)境識別平臺的硬件構(gòu)成33-35
• 3.1.2 環(huán)境識別平臺的方案設(shè)計35-37
• 3.2 挖掘機系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及方案設(shè)計37-43
• 3.2.1 挖掘機試驗系統(tǒng)的硬件構(gòu)成37-41
• 3.2.2 挖掘機試驗系統(tǒng)的方案設(shè)計41-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 4 挖掘機智能作業(yè)試驗系統(tǒng)研制44-58
• 4.1 境識別平臺的設(shè)計44-47
• 4.2 境識別平臺的研發(fā)47-52
• 4.2.1 激光雷達模塊的功能開發(fā)48-51
• 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)攝像機模塊的功能開發(fā)51-52
• 4.3 挖掘機試驗系統(tǒng)的研制52-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 挖掘機智能作業(yè)系統(tǒng)的實驗研究58-72
• 5.1 激光雷達距離獲取的實驗設(shè)計與研究58-62
• 5.1.1 激光雷達的實驗設(shè)計58-61
• 5.1.2 激光雷達的實驗研究61-62
• 5.2 網(wǎng)絡(luò)攝像機色彩獲取的實驗設(shè)計與研究62-64
• 5.2.1 網(wǎng)絡(luò)攝像頭的實驗設(shè)計62-63
• 5.2.2 網(wǎng)絡(luò)攝像頭的實驗研究63-64
• 5.3 環(huán)境識別平臺聯(lián)合識別的實驗設(shè)計與研究64-70
• 5.3.1 基于平面向量法的標定原理與設(shè)計64-66
• 5.3.2 基于平面向量法的標定結(jié)果66-68
• 5.3.3 基于深度圖法的標定原理與設(shè)計68
• 5.3.4 基于深度圖法的標定結(jié)果68-69
• 5.3.5 境識別平臺識別信號融合的原理69
• 5.3.6 境識別平臺識別信號融合的實驗研究69-70
• 5.4 挖掘機智能作業(yè)平臺的初步性能檢驗70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 6 總結(jié)與展望72-75
• 6.1 論文總結(jié)72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 6.3 本章小結(jié)74-75
• 參考文獻75-85
• 作者簡介及攻讀碩士期間科研成果85

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7 荊延寧;中心局作業(yè)系統(tǒng)給據(jù)散件的處理[N];中國郵政報;2008年

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9 荊延寧;中心局作業(yè)系統(tǒng)給據(jù)散件的處理[N];中國郵政報;2008年

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本文編號：334598