智能挖掘机器人控制系统的研究.pdfVIP

第 10期 机械 设计 与制造 2010年 10月 Machinery Design Manufacture 157 文章编号：1001—3997(2010)10—0157—03 智能挖掘机器人控制系统的研究木 文怀兴 刘晓红 (陕西科技大学 机电工程学院，西安 710021) Researchoncontrolsystem oftheintelligentexcavatingrobot WENHuai-xing，LIUXiao-hong (ShannxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710021，China) 矿 。 ¨ 。 ‘。州 。 ‘。… ㈨ 。 。‘ 。 。。。 。．()．。 。 ‘o ‘。 ‘。 。 o‘ 。 ◇‘ ‘。 。 。‘ 。。 。。。 ； 【摘 要】智能化挖掘机器人适合于在复杂的环境中工作，其 目标是在无需对环境做任何规定和改变 的条件下，利用双目立体视觉系统-X／3q作业对象物和对工作环境的实时监控，自主地做出各种决策，有 目的 地移动和完成相应任务，实现在无人驾驶情况下的自主作业。 ； 关键词：挖掘机器人；双目立体视觉；控制系统 ； A【bstract】Theintelligentexcavatoringrobotissuitableforexcavationsincomplexenvironmentandthe ；goalistodonaythingwithoutchanginganyregulationsnadenvironmentalconditions，usingbinocularstereo： visionsystem identifiedtheexcavatingtragetsnadreal-timemonitoringofworkingconditions，makingall decisionsindependently，completingmovementpurposefullyandthecorrespondingtask，toperformexcavating ： ： operationunderunattendedconditions． U Keywords：ExcaVatingrobot；Binocularstereovision；Controlsystem … ㈤ ∞ … ㈣ … 0 … 0 ．0 ．。》 ．0 ‘0 · 0 ·0 ¨ 0 ·0 · ·0 0 ·0 ·0 ·0 p 中图分类号：TH122，TP242．3 文献标识码：A 1引言 作为人类开发利用资源和进行基础建设最为有力的工具之 一 ，挖掘机在能源开发，交通建设，设施修建，抢险救灾等方面一 直发挥着极其重要的作用Ⅲ。然而，挖掘机的工作环境却较恶劣， 操作费劲，驾驶室的舒适性也毫无保证。此外，在有毒气、高温、易 崩塌等恶劣环境中，操作人员的安全和健康都受到严重的威胁， 无法驾驶挖掘机进入其中完成作业，这些都使挖掘机的应用受到 了极大的限制。因此，长期以来，人们一直在谋求更省力、更高效， 智能化和可实现精确轨迹控制的挖掘作业模式，以此来实现工程 机械的智能控制和无人化运行。采用 自动控制技术的挖掘机被称 为 “机器人化的挖掘机”或 挖“掘机器人” 。本文从挖掘机作业循 环的自主控制和铲斗轨迹跟踪控制出发，提出了一种可 自主完成 各项作业任务的智能挖掘机器人控制系统的实现方案。 2智能挖掘机器人控制系统总体方案 2．1控制系统的硬件体系结构 由于机械结构参数的变化，液压执行器件的非线性因素和土 壤环境的影响，使挖掘机器人的控制非常困难”。而且，传统的挖掘 机要求操作者