氯气生产车间巡检机器人的应用研究
发布时间：2023-09-29 06:10
氯气生产车间的巡检存在人工巡检效率低下、固定式传感器集成率低且造价高的问题。为解决上述两个难题,本文针研究了一款嵌入式巡检机器人,利用视频图像检测技术与传感器技术设计了一套巡检系统,该方法解决了在固定点传感器“嗅觉”范围有限的缺点,利用“视觉”加“听觉”更加准确的找到泄漏位置。系统包括巡检端、云端、PC端。巡检端是一款巡检机器人,装有多类传感器和一款网络摄像头。传感器可以检测氯气浓度以及空气质量参数并通过GPRS传输至云端。另外,机器人通过WIFI将泄漏画面传输至PC控制端。One NET(云平台)负责保存巡检端传来的数据并转发给PC监控软件,此外还能下达对机器人的操纵命令,实现PC端对机器人的远程控制与车间氯气浓度在线监控。PC端设计了基于Open CV(跨平台计算机视觉库)的泄漏区域氯气的运动检测、跟踪算法,建立了氯气的RGB颜色模型。此外本文还设计了基于QT框架监的控界面,可以获取云平台数据流中的氯气浓度等参数,并在界面中应用Qlcdnumber控件进行显示,点击控件可以调出相应环境参数的曲线图。
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外相关情况
1.2.1 巡检机器人的发展现状
1.2.2 视频图像检测技术的现状
1.3 论文主要内容及结构
1.4 关键技术
1.4.1 视频图像处理技术
1.4.2 One NET物联网平台
1.4.3 视频图像编码技术
1.4.4 QT图形界面开发
1.4.5 WIFI无线通讯技术
2 嵌入系统总体设计
2.1 系统需求分析
2.2 总体设计方案
2.3 系统开发环境搭载
2.4 本章小结
3 巡检机器人硬件设计
3.1 硬件模块设计方案
3.2 传感器模块
3.2.1 超声波传感器及其电路
3.2.2 温湿度传感器及其电路
3.2.3 磁阻传感及其电路
3.2.4 氯气传感器及其电路
3.2.5 烟雾传感器
3.2.6 光栅测速器
3.3 电机驱动模块
3.4 电源模块
3.5 通讯模块的设计
3.5.1 GPRS模块
3.5.2 WIFI通讯模块
3.6 摄像机模块
3.7 其他电路
3.7.1 USB接口电路
3.7.2 调试下载电路
3.8 本章小结
4 巡检机器人运动控制系统设计
4.1 机器人的运动控制算法研究
4.1.1 运动轨迹模型的建立
4.1.2 运动控制算法
4.1.3 运动控制算法改进
4.2 巡检机器人寻迹运动的设计
4.3 巡检机器人的避障运动设计
4.4 本章小结
5 巡检机器人监控系统的设计与调试
5.1 系统总体流程设计
5.2 远程视频监控系统的设计
5.2.1 WIFI网络传输协议
5.2.2 无线网络的搭载
5.2.3 视频编码技术算法研究
5.2.4 视频传输流程
5.2.5 巡检机器人远程视频监控调试
5.3 环境信息在线监控系统的设计
5.3.1 One NET产品创建
5.3.2 HTTP协议研究
5.3.3 协议格式
5.3.4 车间环境信息的检测与上传
5.3.5 PC界面控制指令的上传
5.3.6 上位机获取云平台信息
5.4 基于Open CV的氯气泄漏检测与跟踪系统
5.4.1 图像预处理技术算法研究
5.4.2 泄漏区域氯气的运动检测算法
5.4.3 泄漏区域氯气运动的跟踪算法
5.4.4 构建氯气的颜色模型
5.4.5 图像算法的检测调试
5.5 泄漏点定位与报警
5.6 本章小结
6 PC 端监测软件设计与调试
6.1 软件开发工具选择
6.2 软件设计流程
6.3 机器人监控界面设计与运行调试
6.4 环境参数的显示调试结果
6.5 数据库设计
6.6 本章小结
7 总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果
1 发表的学术论文
2 专利
3 参与的科研项目
本文编号：3849438
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外相关情况
1.2.1 巡检机器人的发展现状
1.2.2 视频图像检测技术的现状
1.3 论文主要内容及结构
1.4 关键技术
1.4.1 视频图像处理技术
1.4.2 One NET物联网平台
1.4.3 视频图像编码技术
1.4.4 QT图形界面开发
1.4.5 WIFI无线通讯技术
2 嵌入系统总体设计
2.1 系统需求分析
2.2 总体设计方案
2.3 系统开发环境搭载
2.4 本章小结
3 巡检机器人硬件设计
3.1 硬件模块设计方案
3.2 传感器模块
3.2.1 超声波传感器及其电路
3.2.2 温湿度传感器及其电路
3.2.3 磁阻传感及其电路
3.2.4 氯气传感器及其电路
3.2.5 烟雾传感器
3.2.6 光栅测速器
3.3 电机驱动模块
3.4 电源模块
3.5 通讯模块的设计
3.5.1 GPRS模块
3.5.2 WIFI通讯模块
3.6 摄像机模块
3.7 其他电路
3.7.1 USB接口电路
3.7.2 调试下载电路
3.8 本章小结
4 巡检机器人运动控制系统设计
4.1 机器人的运动控制算法研究
4.1.1 运动轨迹模型的建立
4.1.2 运动控制算法
4.1.3 运动控制算法改进
4.2 巡检机器人寻迹运动的设计
4.3 巡检机器人的避障运动设计
4.4 本章小结
5 巡检机器人监控系统的设计与调试
5.1 系统总体流程设计
5.2 远程视频监控系统的设计
5.2.1 WIFI网络传输协议
5.2.2 无线网络的搭载
5.2.3 视频编码技术算法研究
5.2.4 视频传输流程
5.2.5 巡检机器人远程视频监控调试
5.3 环境信息在线监控系统的设计
5.3.1 One NET产品创建
5.3.2 HTTP协议研究
5.3.3 协议格式
5.3.4 车间环境信息的检测与上传
5.3.5 PC界面控制指令的上传
5.3.6 上位机获取云平台信息
5.4 基于Open CV的氯气泄漏检测与跟踪系统
5.4.1 图像预处理技术算法研究
5.4.2 泄漏区域氯气的运动检测算法
5.4.3 泄漏区域氯气运动的跟踪算法
5.4.4 构建氯气的颜色模型
5.4.5 图像算法的检测调试
5.5 泄漏点定位与报警
5.6 本章小结
6 PC 端监测软件设计与调试
6.1 软件开发工具选择
6.2 软件设计流程
6.3 机器人监控界面设计与运行调试
6.4 环境参数的显示调试结果
6.5 数据库设计
6.6 本章小结
7 总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果
1 发表的学术论文
2 专利
3 参与的科研项目
本文编号：3849438
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3849438.html
