巡检机器人云台结构设计及其指针仪表识读技术

	巡检机器人云台结构设计及其指针仪表识读技术
	朱柏林
	2016-10-01
发表期刊	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
期号	6
摘要	随着我国电网规模的扩大以及变电站等级的提高,智能巡检机器人在变电站巡检工作当中的重要性会越来越大。在巡检机器人系统的设计当中,机器人的云台设计与仪表识读算法的实现是其两个重要组成部分,其中云台是机器人视觉系统的载体,仪表识读技术是机器人能够正常进行巡检工作的核心。首先,介绍了巡检机器人的系统组成和主要功能,考察了国内外巡检机器人的发展状况,对巡检机器人的关键技术进行了归纳总结。接着,研究了多种典型转台的结构设计,分析了工作原理,对比了不同结构的优劣。最终确定了外转子结构形式的二维云台,完成了俯仰轴系、传动机构、U型架等结构的设计,进行了精度分析和误差分配。利用有限元分析方法,分析云台的固有频率和在路面条件下的视轴偏转情况。云台前六阶固有频率在40.5Hz~64.9Hz之间,远大于外部激励频率,在路面条件下,摄像头视轴偏转角最大为0.223°,满足云台技术指标要求。然后,进行了仪表识读算法的设计与实现。介绍了典型的目标识别算法,通过图像处理技术,对图像进行二值化、骨架细化和特征提取等操作,最终得到仪表示数。在算法的设计过程中,通过对比不同算法之间的优缺点,对算法进行改进,并在Microsoft Visual 2012平台上结合Open CV 2.4.10对算法进行了实现和仿真分析。最后,通过实验验证了仪表识读算法的有效性和鲁棒性,算法能够适应不同距离和不同光照条件的影响,读数测量绝对误差在0.02Mpa范围内,满足精度要求。通过实验对比了本文使用算法与其他算法在仪表识读运算速度上的差别,实验结果表明本文所采用的算法在整体运行时间上节省了34.27%,算法的实时性得到了很大的提升,能够更好的实现仪表读数的实时采集。
关键词	巡检机器人二维云台结构设计仪表识别示数读取
语种	中文
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/57613
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	朱柏林. 巡检机器人云台结构设计及其指针仪表识读技术[J]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2016(6).
APA	朱柏林.(2016).巡检机器人云台结构设计及其指针仪表识读技术.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(6).
MLA	朱柏林."巡检机器人云台结构设计及其指针仪表识读技术".中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 .6(2016).