面向巡检作业的可穿戴式引导辅助系统设计与开发

发布时间：2021-07-28 15:04

　　将可穿戴式辅助系统应用于电网现场设备巡检,能够辅助对作业环境不熟悉的操作人员完成工作,并有效提高其作业效率。本文针对变电站等电力设备巡检的需求,基于并借用智能机器人基本技术,系统研究了可穿戴式引导辅助系统的设计与开发技术,为可穿戴式辅助系统实用化提供支撑技术。首先,针对作业环境的特点、路径引导需求和实际便携式处理器计算能力限制条件,提出了一种兼顾信息丰富与存储简约的作业环境抽象概要地图构建方法。地图既包含环境拓扑图来描述环境中待检修设备所在场景点之间的拓扑位置关系,又记录了关键点之间作业人员的典型巡检作业路径轨迹。提出了一种融合距离与特征的关键帧选择方法,综合距离法与特征法的优势,形成具有良好适应性与鲁棒性的关键帧选择策略,解决了由于实际作业环境下存在大量相似区域,仅靠视觉特征存在的问题。回环仅对关键帧进行检测,根据检测结果添加相应的回环边,完善关键帧拓扑图。采用头戴式双目摄像机,实现了作业环境概要地图的创建。其次,为保证头戴式视觉传感器用于实时视觉定位的精度和可靠性,提出了一种改进的视觉自定位方法,实现了基于环境概要地图的作业人员全局自定位。采用EKF算法对双目视觉里程计数据与IMU... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电力巡检作业应用场景

由式(3-1)可计算出点 P 在相机坐标系(取左目相机坐标系 01 2 0,llxu uby K p p v vdz f 的图像特征点匹配包括同一时刻采集的左右图像的匹配与是为了求出空间点的三维坐标，后者是为了估计相机的运有尺度与旋转不变性，对光照强度变化以及视角变化与噪会跟随人一起运动，运动噪声与抖动较大，因此选择 SIFT的速度慢，特征点提取与匹配具有很好的并行性，可通过加速的 SIFT 可以满足实时性需求[40][41]。SIFT 特征提取主特征点方向确定和特征描述符生成，如图 3-2 所示为 SIFT

IMU与相

【参考文献】：
期刊论文
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[2]稀疏和稠密的VSLAM的研究进展[J]. 林辉灿,吕强,张洋,马建业.  机器人. 2016(05)
[3]基于空间位置不确定性约束的改进闭环检测算法[J]. 李维鹏,张国良,姚二亮,徐君.  机器人. 2016(03)
[4]大规模环境下基于图优化SLAM的后端优化方法[J]. 王忠立,赵杰,蔡鹤皋.  哈尔滨工业大学学报. 2015(07)
[5]基于图优化的同时定位与地图创建综述[J]. 梁明杰,闵华清,罗荣华.  机器人. 2013(04)
[6]基于环境剖分的层次拓扑地图及路径规划[J]. 李书杰,吕妍,陈宗海.  山东科技大学学报(自然科学版). 2012(02)
[7]机械产品装配关系建模[J]. 王波,唐晓青,耿如军.  北京航空航天大学学报. 2010(01)
[8]面向工业应用的可穿戴计算技术[J]. 陈东义,夏侯士戟,黄志奇,李薪宇,宋海涛.  电子科技大学学报. 2009(05)
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[10]虚拟装配环境中的装配模型表达技术研究[J]. 武殿梁,杨润党,马登哲,范秀敏.  计算机集成制造系统. 2004(11)

博士论文
[1]地标引导的城市复杂环境行人导航方法研究[D]. 张星.武汉大学 2012
[2]面向复杂室外环境的移动机器人三维地图构建与路径规划[D]. 闫飞.大连理工大学 2011

硕士论文
[1]基于增强现实的协同式装配系统研究[D]. 王余涛.中国科学技术大学 2010
[2]复杂动态环境下移动机器人的全局路径规划算法研究[D]. 徐培培.北京邮电大学 2009



本文编号：3308135