一种基于图像处理的双车联动智能校正系统的制作方法_2

文档序号:9396370阅读:来源:国知局
。将前车(21)作为基准,当后车发生偏移时,根据这些数据进行车体(4) 的智能校正。
[0037] 双车联动智能校正系统的校正场景示意图如图7所示,此时后车存在偏转角α以 及左右偏移ΔΧ、前后偏移ΔΥ。
[0038] b.车体偏移量的测定
[0039] 1)测定后车偏移角度α
[0040] 由上边长成像规律,其目标图像等效替代为平行于后车、长度为Lx、距离Dx的物体 成像,如图8所示。由三角形正余弦定理,推出:
[0042] 将⑶式带入焦距公式(2),得
[0044] 式中,h±为成像上边长;α为后车偏移角度;L为目标上边长;
[0045] 由左边长成像规律,带入焦距公式(1),得
[0047] 式中,V左为成像左边长;
[0048] 由右边长成像规律,带入焦距公式(1),得
[0049] CN 105116901 A 说明书 4/6 页
[0050] 式中,V右为成像右边长;
[0051] 将式(5)式(6)相除,得
[0053] 式中,为目标成像左边长像素数;为目标成像右边长像素数;
[0054] 结合式(4)和式(7),消去Dx;推出:
[0056] 采用摄像头传感器为1/4CXD,传感器成像尺寸h :3. 2mm ;v :2. 4mm、对应分辨率 720*576,根据比例关系:
[0058] 式中:N为成像上边长像素数;可推出此时旋转角度:
[0060] 2)测定中心左右偏移量Δ X
[0061] 将目标图像中心点左右偏移,带入焦距公式(2),得
[0063] 式中,ΔΧ为左右偏移距离;Zig为成像中心偏移距离为激光测距模块测出当前 两车距离;
[0064] 将比例关系:
带入式(8),推得左右偏移:
[0066] 3)测定前后偏移量Δ Y
[0067] 测距模块(24)测出的距离D1与标准距离D。作差,求得前后偏移量:
[0068] Δ Y = D1Cos a -D0 (12)
[0069] c. PID 控制
[0070] 为了迅速准确的响应,根据后车左右偏移ΔΧ,前后偏移ΔΥ,偏转角度α分别对 移动平台车[vx,vy,wz]的三个控制量进行PID控制。
[0072] 式中:&为比例系数;T i为积分系数;T d为微分系数;T s为采样周期;e (k)为k时 刻姿态偏差。
[0073] 经过多次测试,根据经验对参数Kp,T1,1进行调整,使智能校正系统能够准确快速 的反应。根据控制量大小决定[vx,vy,wj大小,使后车进行自身姿态校正,控制过程如图9 所示。
[0074] 本发明使用时,首先打开两车车体(4)和遥控器的电源开关,当运送较大货物时, 将两辆运输车前后放置,通过遥控器模块(1)控制两车同步运动。由于摩擦力等因素的影 响两车出现微小误差,后车可通过测距模块(24)获得两车距离参数,通过摄像头(22)与图 像处理器(23)进行图像处理从而获取前车方向参数,核心控制器(3)进行分析后进行自身 姿态调整,使两车保持相对静止,实现双车联动。
[0075] 其智能校正过程如下:
[0076] 首先,经过图像处理器(23)分析前车左右长度变化,测定当前时刻后车偏移角度 α ;
[0077] 然后,分析前车(21)中心点偏移量Δ X ;
[0078] 最后,根据测距模块(24)测出的两车距离偏差ΔΥ ;
[0079] 根据偏差值[ΔΧ,ΔΥ,α ],通过PID控制得到控制车体(4)的速度量[Vx,Vy,wJ, 使后车进行校正,从而保持两车姿态一致。
[0080] 优选的,车体(4)采用mecanum轮,mecanum轮技术的全方位运动设备可以实现前 行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。
[0081] 优选的,通过zigbee无线模块(14)控制车体(4)运动,操作灵活。
[0082] 优选的,通过PID算法对速度控制量进行优化,使后车能够迅速准确的进行智能 校正。
[0083] 优选的,采用基于图像处理的双车联动系统,通过图像处理器(23)实现两车姿态 一致,相对静止后运送大件货物,减少了运输成本。
[0084] 上面以举例方式对本发明进行了说明,但本发明不限于上述具体实施例,凡基于 本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种基于图像处理的双车联动智能校正系统,其特征在于:包括遥控器模块(I)、 智能校正模块(2)、核心控制器(3)、车体(4),所述遥控器模块(1)、智能校正模块(2)、车 体(4)分别与核心控制器(3)相连,所述遥控器模块(1)包括按键(11)、遥控器控制模块 (12)、摇杆(13)、无线模块(14),所述按键(11)、摇杆(13)、无线模块(14)分别与遥控器控 制模块(12)连接,所述智能校正模块(2)包括前车(21)、摄像头(22)、图像处理器(23)、测 距模块(24),所述摄像头(22) -端与前车(21)连接,另一端与图像处理器(23)连接,所述 测距模块(24)与图像处理器(23)连接。2. 根据权利要求1所述的一种基于图像处理的双车联动智能校正系统,其特征在于: 所述遥控器模块(1)通过无线模块(14)与核心控制器(3)连接,所述智能校正模块(2)通 过图像处理器(23)与核心控制器(3)连接。3. 根据权利要求1所述的一种基于图像处理的双车联动智能校正系统,其特征在于: 所述遥控器模块(1)通过无线模块(14)向核心控制器(3)发送指令控制双车运动。4. 根据权利要求1所述的一种基于图像处理的双车联动智能校正系统,其特征在于: 所述摄像头(22)采集前车(21)信息,并送入图像处理器(23),图像处理器(23)经过分析 后向核心控制器(3)发送参数信息。5. 根据权利要求1所述的一种基于图像处理的双车联动智能校正系统,其特征在于: 所述核心控制器(3)接收来自遥控器模块(1)和智能校正模块(2)的控制指令,并对车体 (4)进行控制。
【专利摘要】本发明涉及一种校正系统,尤其是一种基于图像处理的双车联动智能校正系统。包括遥控器模块、智能校正模块、核心控制器、车体,所述遥控器模块、智能校正模块、车体分别与核心控制器相连,所述遥控器模块包括按键、遥控器控制模块、摇杆、无线模块,所述按键、摇杆、无线模块分别与遥控器控制模块连接,所述智能校正模块包括前车、摄像头、图像处理器、测距模块,所述摄像头一端与前车连接,另一端与图像处理器连接,所述测距模块与图像处理器连接。有益效果:操作灵活、安全系数高,双车联动系统的设计克服了传统移动平台车无法运送较大物体的缺点;通过双车联动系统,使两辆车姿态一致的运送大型重物,弥补单车的不足,提高了运输效率。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN105116901
【申请号】CN201510554967
【发明人】宋华军, 周光兵, 卓文君, 肖渤涛, 任鹏, 刘芬
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月4日
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