題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 基于單目CCD的遙控挖掘機(jī)鏟斗姿態(tài)識(shí)別
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)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(guò)圖像增強(qiáng)、二值化、濾波有效地提高了圖像的清晰度。同時(shí)，也利用了直方圖對(duì)圖像的閾值選取進(jìn)行有效的設(shè)定。本設(shè)計(jì)采用了NI公司的Labview 8.6軟件和NI Vision組件對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行了車(chē)牌識(shí)別，以便準(zhǔn)確地確定所使用的挖掘機(jī)，為后期車(chē)輛使用狀況的數(shù)據(jù)庫(kù)做準(zhǔn)備。為了能夠準(zhǔn)確辨識(shí)挖掘機(jī)的挖掘臂位姿，進(jìn)而設(shè)計(jì)了邊沿測(cè)距，邊沿與水平夾角的功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 近年來(lái)，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(kāi)采任務(wù)?？紤]到工礦作業(yè)環(huán)境經(jīng)常存在一定的危險(xiǎn)性，就需要進(jìn)行無(wú)人化遠(yuǎn)程操作。這就需要及時(shí)獲取挖掘機(jī)工作時(shí)的不同位姿特征，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效地遠(yuǎn)程操作。本作品是針對(duì)無(wú)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(wú)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(guò)圖像增強(qiáng)、二值化、濾波有效地提高了圖像的清晰度。同時(shí)，也利用了直方圖對(duì)圖像的閾值選取進(jìn)行有效的設(shè)定。本設(shè)計(jì)采用了NI公司的Labview 8.6軟件和NI Vision組件對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行了車(chē)牌識(shí)別，以便準(zhǔn)確地確定所使用的挖掘機(jī)，為后期車(chē)輛使用狀況的數(shù)據(jù)庫(kù)做準(zhǔn)備。為了能夠準(zhǔn)確辨識(shí)挖掘機(jī)的挖掘臂位姿，進(jìn)而設(shè)計(jì)了邊沿測(cè)距，邊沿與水平夾角的功能。這些功能的設(shè)計(jì)可有效地獲取目標(biāo)圖像特征，也是無(wú)人化遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(cè)量，節(jié)省大量檢測(cè)器材。無(wú)需人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，更安全，而且精確度更高，也為無(wú)人化自動(dòng)智能操作做了前期準(zhǔn)備。同時(shí)，利用了Labview 軟件的穩(wěn)定性、靈活性、及時(shí)性和高性?xún)r(jià)比等優(yōu)點(diǎn)，便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及時(shí)升級(jí)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(shì)大大降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本投入，縮短了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品收益。這也說(shuō)明了機(jī)器視覺(jué)將是未來(lái)產(chǎn)品檢查、測(cè)量和識(shí)別發(fā)展的必然趨勢(shì)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、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(xiǎn)，就需要進(jìn)行無(wú)人化操作。這就要求及時(shí)提取挖掘工作時(shí)的不同位姿特征，進(jìn)而得到有效地遠(yuǎn)程操作。本作品對(duì)無(wú)人操作的前期任務(wù)圖像特征提取進(jìn)行了設(shè)計(jì)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(guò)圖像增強(qiáng)、二值化提高圖像的清晰度。同時(shí)也利用了直方圖對(duì)圖像的閾值選取進(jìn)行有效地設(shè)定。設(shè)計(jì)中利用了labview 8.6軟件和NI Vision組件對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行了車(chē)牌識(shí)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(shí)挖掘機(jī)的挖掘臂位姿，進(jìn)而設(shè)計(jì)了邊沿測(cè)距，邊沿與水平夾角的功能。這些功能設(shè)計(jì)可有效獲取目標(biāo)的圖像特征，也是無(wú)人化遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(cè)量，節(jié)省大量檢測(cè)器材。無(wú)需人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，更安全，而且精確度更高，也為無(wú)人化自動(dòng)智能操作做了前期準(zhǔn)備。同時(shí)，利用了labview 軟件的穩(wěn)定性、靈活性、及時(shí)性和高性?xún)r(jià)比的優(yōu)點(diǎn)，便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及時(shí)升級(jí)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(shì)大大降低整個(gè)系統(tǒng)成本投入，縮短了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品收益。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品參加了由清華大學(xué)、“中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)虛擬儀器與網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)分會(huì)”、“中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)電子測(cè)量與儀器分會(huì)”、“精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”共同承辦，美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司協(xié)辦的2011年全國(guó)虛擬儀器設(shè)計(jì)大賽。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)?zāi)M
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- ■模型 ■現(xiàn)場(chǎng)演示 ■圖片 ■錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品結(jié)合了復(fù)雜的工礦挖掘現(xiàn)場(chǎng)的背景，需要無(wú)人化遠(yuǎn)程操作的要求。根據(jù)實(shí)際需求，利用單目CCD的無(wú)接觸，安全性和高精度的特點(diǎn)，同時(shí)又結(jié)合了LabVIEW軟件和NI Vision組件的穩(wěn)定性，開(kāi)發(fā)周期短的特性，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)將是今后測(cè)量，檢測(cè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，有很大的開(kāi)發(fā)價(jià)值和實(shí)用性。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 近年來(lái)，計(jì)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(pán)也已經(jīng)成為了標(biāo)準(zhǔn)配置。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展導(dǎo)致VI在PXI和VXI兩個(gè)領(lǐng)域中得到了快速的發(fā)展，它們將成為未來(lái)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(hào)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(hào)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(gè)例子。
