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基本信息
- 項目名稱：
- 基于單目CCD的遙控挖掘機(jī)鏟斗姿態(tài)識別
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品利用單目CCD采集挖掘機(jī)的單幀靜態(tài)圖像，經(jīng)過圖像增強(qiáng)、二值化、濾波有效地提高了圖像的清晰度。同時，也利用了直方圖對圖像的閾值選取進(jìn)行有效的設(shè)定。本設(shè)計采用了NI公司的Labview 8.6軟件和NI Vision組件對挖掘機(jī)進(jìn)行了車牌識別，以便準(zhǔn)確地確定所使用的挖掘機(jī)，為后期車輛使用狀況的數(shù)據(jù)庫做準(zhǔn)備。為了能夠準(zhǔn)確辨識挖掘機(jī)的挖掘臂位姿，進(jìn)而設(shè)計了邊沿測距，邊沿與水平夾角的功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 近年來，隨著礦業(yè)和重工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的快速發(fā)展，挖掘機(jī)將擔(dān)負(fù)起重要的挖掘開采任務(wù)?？紤]到工礦作業(yè)環(huán)境經(jīng)常存在一定的危險性，就需要進(jìn)行無人化遠(yuǎn)程操作。這就需要及時獲取挖掘機(jī)工作時的不同位姿特征，進(jìn)而實現(xiàn)有效地遠(yuǎn)程操作。本作品是針對無人遠(yuǎn)程操作的前期核心任務(wù)——圖像特征提取，進(jìn)而獲得精確、有效的數(shù)據(jù)，更穩(wěn)定地進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和無人化控制。 本作品利用單目CCD采集挖掘機(jī)的單幀靜態(tài)圖像，經(jīng)過圖像增強(qiáng)、二值化、濾波有效地提高了圖像的清晰度。同時，也利用了直方圖對圖像的閾值選取進(jìn)行有效的設(shè)定。本設(shè)計采用了NI公司的Labview 8.6軟件和NI Vision組件對挖掘機(jī)進(jìn)行了車牌識別，以便準(zhǔn)確地確定所使用的挖掘機(jī)，為后期車輛使用狀況的數(shù)據(jù)庫做準(zhǔn)備。為了能夠準(zhǔn)確辨識挖掘機(jī)的挖掘臂位姿，進(jìn)而設(shè)計了邊沿測距，邊沿與水平夾角的功能。這些功能的設(shè)計可有效地獲取目標(biāo)圖像特征，也是無人化遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵核心所在。 本作品利用了單目CCD攝像頭遠(yuǎn)距離測量，節(jié)省大量檢測器材。無需人員現(xiàn)場作業(yè)，更安全，而且精確度更高，也為無人化自動智能操作做了前期準(zhǔn)備。同時，利用了Labview 軟件的穩(wěn)定性、靈活性、及時性和高性價比等優(yōu)點，便于對整個系統(tǒng)及時升級更新，提高了系統(tǒng)的魯棒性和適應(yīng)性。利用以上這些優(yōu)勢大大降低了整個系統(tǒng)的成本投入，縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期，提高產(chǎn)品收益。這也說明了機(jī)器視覺將是未來產(chǎn)品檢查、測量和識別發(fā)展的必然趨勢。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 隨著礦業(yè)和重工業(yè)的發(fā)展，挖掘機(jī)擔(dān)負(fù)起重要的挖掘任務(wù)。由于作業(yè)環(huán)境經(jīng)常存在一定地危險，就需要進(jìn)行無人化操作。這就要求及時提取挖掘工作時的不同位姿特征，進(jìn)而得到有效地遠(yuǎn)程操作。本作品對無人操作的前期任務(wù)圖像特征提取進(jìn)行了設(shè)計模擬。 本作品利用單目CCD采集挖掘機(jī)的單幀靜態(tài)圖像，經(jīng)過圖像增強(qiáng)、二值化提高圖像的清晰度。同時也利用了直方圖對圖像的閾值選取進(jìn)行有效地設(shè)定。設(shè)計中利用了labview 8.6軟件和NI Vision組件對挖掘機(jī)進(jìn)行了車牌識別，以便準(zhǔn)確確定所使用的挖掘機(jī)。為了能夠準(zhǔn)確辨識挖掘機(jī)的挖掘臂位姿，進(jìn)而設(shè)計了邊沿測距，邊沿與水平夾角的功能。這些功能設(shè)計可有效獲取目標(biāo)的圖像特征，也是無人化遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)計核心關(guān)鍵所在。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本組品利用了單目CCD攝像頭遠(yuǎn)距離測量，節(jié)省大量檢測器材。無需人員現(xiàn)場作業(yè)，更安全，而且精確度更高，也為無人化自動智能操作做了前期準(zhǔn)備。同時，利用了labview 軟件的穩(wěn)定性、靈活性、及時性和高性價比的優(yōu)點，便于對整個系統(tǒng)及時升級更新，更好地提高系統(tǒng)的魯棒性和適應(yīng)性。利用以上這些優(yōu)勢大大降低整個系統(tǒng)成本投入，縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期，提高產(chǎn)品收益。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品參加了由清華大學(xué)、“中國儀器儀表學(xué)會虛擬儀器與網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)分會”、“中國儀器儀表學(xué)會電子測量與儀器分會”、“精密測試技術(shù)及儀器國家重點實驗室”共同承辦，美國國家儀器（NI）公司協(xié)辦的2011年全國虛擬儀器設(shè)計大賽。
作品所處階段
- 實驗?zāi)M
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- ■模型 ■現(xiàn)場演示 ■圖片 ■錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本作品結(jié)合了復(fù)雜的工礦挖掘現(xiàn)場的背景，需要無人化遠(yuǎn)程操作的要求。根據(jù)實際需求，利用單目CCD的無接觸，安全性和高精度的特點，同時又結(jié)合了LabVIEW軟件和NI Vision組件的穩(wěn)定性，開發(fā)周期短的特性，進(jìn)行整個系統(tǒng)的設(shè)計。該設(shè)計將是今后測量，檢測發(fā)展的必然趨勢，有很大的開發(fā)價值和實用性。
同類課題研究水平概述
- 近年來，計算機(jī)的處理能力提高很快，發(fā)展的速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的把傳統(tǒng)儀器拋在了后面，高分辨率的圖形顯示與幾百千兆的硬盤也已經(jīng)成為了標(biāo)準(zhǔn)配置。由于計算機(jī)技術(shù)，特別是計算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展導(dǎo)致VI在PXI和VXI兩個領(lǐng)域中得到了快速的發(fā)展，它們將成為未來一起行業(yè)的兩大主流產(chǎn)品。具有GHz采樣率，高達(dá)24bits精度的DAQ板已經(jīng)面世，AD轉(zhuǎn)換技術(shù)，儀器放大器，抗混疊濾波器與信號調(diào)理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展是DAQ成為最具吸引力的VI選件之一。模塊化的Delta-sigmaA/D轉(zhuǎn)換器的儀器放大器可在3us內(nèi)完成12bits精度下的參數(shù)設(shè)置，抗混疊濾波器可按1/6倍頻程衰減90dB，多通道，完全可編程的信號調(diào)理等性能與功能指標(biāo)僅僅就是DAQ板先進(jìn)技術(shù)性能中的幾個例子。
