高空升降车机器视觉控制系统总体设计   花都高空升降车出租

     高空升降车机器视觉控制系统总体设计   花都高空升降车出租, 花都高空升降车租赁, 花都出租高空升降车   高空升降车视觉系统功能分析与现有高空升降车系统相比，基于机器视觉的高空升降车系统在作业对象的检测与控制中引入了更丰富的图像信息，与人工装车控制中所用信息的形式更相近，理论上能够更好的解决传统检测方式对作业信息测量不准确及无法测量的问题，使装车作业过程控制更加高效及智能。然而，实际工况的复杂性使得机器视觉系统中一些功能的实现常通过人机交互方式来进行合理简化，而某些环节的机器视觉检测结果也往往要与其他传感器检测结果进行融合，目的都是提高系统的可靠性，但同时也存在一些传统检测方法不易实现的功能，需依靠机器视觉技术来完成。本节针对目前常见的高空升降车作业过程，对高空升降车机器视觉控制系统所应具备的功能进行了讨论，并根据实现途径对这些功能进行分类，以确定本文在系统功能方面的主要研究内容。

      系统检测及控制对象由绪论中所述高空升降车系统可知，各领域中高空升降车作业均要求物料能够在车厢内尽量均匀的分布，以增加车厢利用率及均衡车辆的载荷分布。假设单个料堆形状近似于圆锥体，则图中：H装车料位的目标高度，即地面到料堆最高点的垂直距离；AX点与BX点高度H上料堆在的车厢纵向分布范围； hwl分别车厢的长、宽及车厢上沿到地面的距离；表示卸料闸门的开度或位置；间歇装车时各料堆最高点之间的距离；物料的自然堆放角。  以下对这些待检测的参数做简要解释：车厢尺寸,,hwl与控制目标H：不同作业方式下车厢尺寸的检测要求有所不同，非定量装车方式下一般仅需检测w与h，得出控制目标H；而定量装车方式下还必须检测出l，得到完整的车厢尺寸后，再根据定量要求与来计算出控制目标H。卸料点AX与BX：当在车厢两端装车时，点AX与点BX是理论上最佳的卸料位置，点AX与点BX之间即卸料口相对于车厢的可移动范围。假设卸料时物料的堆积近似顶部平滑的圆锥体，则卸料点AX在车厢内的投影位置应位于车辆中轴线上，且与车厢前壁距离w2/。类似的，卸料点BX与车厢后壁距离也w2/。当卸料点离车厢前后壁过近时，装车时允许的最大料位高度会低于目标高度H，而此距离过远则装车时车厢两端空间浪费较大。点AX与点BX的位置是根据理想装车效果推算出的，而装车作业过程中对点AX及点BX与卸料口相对位置的定位，则需通过对车厢位置的检测及跟踪来实现。料堆轮廓线/接触线、物料堆放角及相邻卸料点距离：本文中所述的料堆轮廓线车辆纵向上料堆最大高度的坐标值集合，即图中的蓝色实线，而料堆接触线车厢内料堆与车厢侧壁接触形成的曲线，即图中的蓝色虚线，轮廓线与接触线均能体现装车时料堆料位的变化。料位检测是高空升降车系统最基本的功能，传统装车系统依靠超声波测距传感器来检测卸料口下方的料位变化，其检测结果不够稳定，而利用机器视觉技术能够在作业图像中检测出一定范围内完整的料堆曲线，并得到实时的料堆自然堆放角。在间歇装车方式下，单个料堆达到装车目标高度H后需要将车辆挪动一定的距离，这个距离可以根据车厢长度l、定量要求等因素进行预先规划。一般来说，相邻料堆的距离关系，在车辆移动过程中，的实时检测可根据当前卸料口下方料堆轮廓的水平位置变化来实现，因此也可通过料堆轮廓曲线检测来实现。卸料闸门开度：卸料闸门开度控制是涉及料位控制的关键环节，传统控制系统中通常是采用旋转编码器等其他位置传感器来实现此类检测，在机器视觉系统中可考虑对卸料闸门开度采用视觉运动伺服控制的方法，这样也可直接通过显示器来实时观察图像中卸料闸门位置检测结果与其真实位置的偏差，更容易发现卸料闸门的故障，另外也可将视觉检测结果作传统检测结果的补充及融合。

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      本文研究对象要可靠的实现上述所有视觉系统功能是比较困难及复杂的，例如对于车厢尺寸,,hwl检测及其相关的控制目标H与卸料点AX与BX来说，由于汽车车辆类型繁多、车厢外观形式变化较大，使得完全自动的车厢识别及尺寸检测算法复杂且不可靠。然而，对此类需要大量先验知识的视觉应用，通常可考虑采用人工交互的方式来提高视觉系统的可靠性。车厢尺寸检测一般是在卸料装车前完成，因此可在车辆驶入驻停后采取人机交互的方式在作业图像上选取车厢上的若干关键位置，结合视觉系统标定可得到车厢外形尺寸及其初始位置。由于上述车辆初始位姿检测、车厢尺寸,hwl检测、控制目标H设定、卸料点AX与BX的确定等功能可能通过人机交互及静态图像处理来实现，因此本文将上述参数的检测定义高空升降车机器视觉系统的非实时功能。装车作业过程中，料堆轮廓线的检测是料位控制的关键，通过料堆轮廓线检测也可准确得到实时堆放角度与车辆移动距离，该检测过程需在动态的卸料过程中进行，占据了绝大部分作业时间，且不易通过人机交互的方式来解决，而卸料闸门开度的检测也与料位控制直接相关，同样属于动态检测过程，因此本文将料堆轮廓及卸料闸门开度检测定义高空升降车机器视觉系统的实时功能。此外，还有一些可通过机器视觉技术实现的装车系统功能，如：装车过程中是否发生撒料、散料的颗粒类型、料堆在车厢的整体分布、卸料口是否发生堵料、车辆牵引速度、卸料设备附近运动目标的检测等，这些功能通常不直接或必然的影响装车作业效果，本文将这些功能定义高空升降车机器视觉系统的辅助功能。限于篇幅，论文不能对上述所有功能的实现进行深入研究，其中卸料装车时的料位控制是装车系统最基本及主要的功能，且料位控制几乎占据了整个作业过程，一方面传统检测方法不能有效的检测料堆轮廓，另一方面该动态过程也不易采用人机交互等简化方式来实现，因此论文后续章节重点研究上述视觉装车控制系统实时功能——即料堆轮廓及卸料闸门开度的视觉检测与控制问题。

     硬件组成及试验平台高空升降车机器视觉控制系统所包含的硬件及相互关系，表示信息的流向与作用方向。按照功能的不同，这些硬件可划分视觉模块、控制模块及执行模块三个部分，其中视觉模块是本文机器视觉控制系统的关键，属于计算密集型模块，也是与传统高空升降车控制系统的主要区别之处。 

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