基于单目CCD的履带式挖掘机器人运动控制

摘要

为实现液压挖掘机器人的无人操纵、自主作业，对液压挖掘机进行机器人化改造，在对挖掘机行走机构、回转机构、工作装置实现全液压电液比例控制技术的基础上，通过CCD摄像头采集室外规定路径图像，图像经平滑、去噪、二值化、边缘提取等处理后，对路径进行识别，将路径识别特征量作为履带式液压挖掘机左右行走液压马达的驱动控制信号，实现挖掘机对路径轨迹的自主跟踪。在二值图像基础上，采用直接边缘检测和跟踪边缘检测相结合的识别方法。在每一帧图像开始的前n行采用直接边缘检测方法，在第n+1行则采用跟踪边缘检测方法，可降低时间复杂度，避免跟踪边缘检测算法在第一行左边缘有误差时可能导致的偏离目标指引线的偏差，保证路径识别可靠性。改造后的挖掘机器人集机械、液压、自动控制、机器视觉等技术于一体，采用单目摄像头获取路径图像，构成视觉伺服控制系统，控制挖掘机的行走机构，经实验验证是可行的。