。將前車(21)作為基準(zhǔn),當(dāng)后車發(fā)生偏移時(shí),根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行車體(4) 的智能校正。
[0037] 雙車聯(lián)動(dòng)智能校正系統(tǒng)的校正場(chǎng)景示意圖如圖7所示,此時(shí)后車存在偏轉(zhuǎn)角α以 及左右偏移ΔΧ、前后偏移ΔΥ。
[0038] b.車體偏移量的測(cè)定
[0039] 1)測(cè)定后車偏移角度α
[0040] 由上邊長(zhǎng)成像規(guī)律,其目標(biāo)圖像等效替代為平行于后車、長(zhǎng)度為L(zhǎng)x、距離Dx的物體 成像,如圖8所示。由三角形正余弦定理,推出:
[0042] 將⑶式帶入焦距公式(2),得
[0044] 式中,h±為成像上邊長(zhǎng);α為后車偏移角度;L為目標(biāo)上邊長(zhǎng);
[0045] 由左邊長(zhǎng)成像規(guī)律,帶入焦距公式(1),得
[0047] 式中,V左為成像左邊長(zhǎng);
[0048] 由右邊長(zhǎng)成像規(guī)律,帶入焦距公式(1),得
[0049] CN 105116901 A 說明書 4/6 頁(yè)
[0050] 式中,V右為成像右邊長(zhǎng);
[0051] 將式(5)式(6)相除,得
[0053] 式中,為目標(biāo)成像左邊長(zhǎng)像素?cái)?shù);為目標(biāo)成像右邊長(zhǎng)像素?cái)?shù);
[0054] 結(jié)合式(4)和式(7),消去Dx;推出:
[0056] 采用攝像頭傳感器為1/4CXD,傳感器成像尺寸h :3. 2mm ;v :2. 4mm、對(duì)應(yīng)分辨率 720*576,根據(jù)比例關(guān)系:
[0058] 式中:N為成像上邊長(zhǎng)像素?cái)?shù);可推出此時(shí)旋轉(zhuǎn)角度:
[0060] 2)測(cè)定中心左右偏移量Δ X
[0061] 將目標(biāo)圖像中心點(diǎn)左右偏移,帶入焦距公式(2),得
[0063] 式中,ΔΧ為左右偏移距離;Zig為成像中心偏移距離為激光測(cè)距模塊測(cè)出當(dāng)前 兩車距離;
[0064] 將比例關(guān)系:
帶入式(8),推得左右偏移:
[0066] 3)測(cè)定前后偏移量Δ Y
[0067] 測(cè)距模塊(24)測(cè)出的距離D1與標(biāo)準(zhǔn)距離D。作差,求得前后偏移量:
[0068] Δ Y = D1Cos a -D0 (12)
[0069] c. PID 控制
[0070] 為了迅速準(zhǔn)確的響應(yīng),根據(jù)后車左右偏移ΔΧ,前后偏移ΔΥ,偏轉(zhuǎn)角度α分別對(duì) 移動(dòng)平臺(tái)車[vx,vy,wz]的三個(gè)控制量進(jìn)行PID控制。
[0072] 式中:&為比例系數(shù);T i為積分系數(shù);T d為微分系數(shù);T s為采樣周期;e (k)為k時(shí) 刻姿態(tài)偏差。
[0073] 經(jīng)過多次測(cè)試,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)參數(shù)Kp,T1,1進(jìn)行調(diào)整,使智能校正系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確快速 的反應(yīng)。根據(jù)控制量大小決定[vx,vy,wj大小,使后車進(jìn)行自身姿態(tài)校正,控制過程如圖9 所示。
[0074] 本發(fā)明使用時(shí),首先打開兩車車體(4)和遙控器的電源開關(guān),當(dāng)運(yùn)送較大貨物時(shí), 將兩輛運(yùn)輸車前后放置,通過遙控器模塊(1)控制兩車同步運(yùn)動(dòng)。由于摩擦力等因素的影 響兩車出現(xiàn)微小誤差,后車可通過測(cè)距模塊(24)獲得兩車距離參數(shù),通過攝像頭(22)與圖 像處理器(23)進(jìn)行圖像處理從而獲取前車方向參數(shù),核心控制器(3)進(jìn)行分析后進(jìn)行自身 姿態(tài)調(diào)整,使兩車保持相對(duì)靜止,實(shí)現(xiàn)雙車聯(lián)動(dòng)。
[0075] 其智能校正過程如下:
[0076] 首先,經(jīng)過圖像處理器(23)分析前車左右長(zhǎng)度變化,測(cè)定當(dāng)前時(shí)刻后車偏移角度 α ;
[0077] 然后,分析前車(21)中心點(diǎn)偏移量Δ X ;
[0078] 最后,根據(jù)測(cè)距模塊(24)測(cè)出的兩車距離偏差ΔΥ ;
[0079] 根據(jù)偏差值[ΔΧ,ΔΥ,α ],通過PID控制得到控制車體(4)的速度量[Vx,Vy,wJ, 使后車進(jìn)行校正,從而保持兩車姿態(tài)一致。
[0080] 優(yōu)選的,車體(4)采用mecanum輪,mecanum輪技術(shù)的全方位運(yùn)動(dòng)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)前 行、橫移、斜行、旋轉(zhuǎn)及其組合等運(yùn)動(dòng)方式。
[0081] 優(yōu)選的,通過zigbee無線模塊(14)控制車體(4)運(yùn)動(dòng),操作靈活。
[0082] 優(yōu)選的,通過PID算法對(duì)速度控制量進(jìn)行優(yōu)化,使后車能夠迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行智能 校正。
[0083] 優(yōu)選的,采用基于圖像處理的雙車聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),通過圖像處理器(23)實(shí)現(xiàn)兩車姿態(tài) 一致,相對(duì)靜止后運(yùn)送大件貨物,減少了運(yùn)輸成本。
[0084] 上面以舉例方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明,但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施例,凡基于 本發(fā)明所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于圖像處理的雙車聯(lián)動(dòng)智能校正系統(tǒng),其特征在于:包括遙控器模塊(I)、 智能校正模塊(2)、核心控制器(3)、車體(4),所述遙控器模塊(1)、智能校正模塊(2)、車 體(4)分別與核心控制器(3)相連,所述遙控器模塊(1)包括按鍵(11)、遙控器控制模塊 (12)、搖桿(13)、無線模塊(14),所述按鍵(11)、搖桿(13)、無線模塊(14)分別與遙控器控 制模塊(12)連接,所述智能校正模塊(2)包括前車(21)、攝像頭(22)、圖像處理器(23)、測(cè) 距模塊(24),所述攝像頭(22) -端與前車(21)連接,另一端與圖像處理器(23)連接,所述 測(cè)距模塊(24)與圖像處理器(23)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的雙車聯(lián)動(dòng)智能校正系統(tǒng),其特征在于: 所述遙控器模塊(1)通過無線模塊(14)與核心控制器(3)連接,所述智能校正模塊(2)通 過圖像處理器(23)與核心控制器(3)連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的雙車聯(lián)動(dòng)智能校正系統(tǒng),其特征在于: 所述遙控器模塊(1)通過無線模塊(14)向核心控制器(3)發(fā)送指令控制雙車運(yùn)動(dòng)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的雙車聯(lián)動(dòng)智能校正系統(tǒng),其特征在于: 所述攝像頭(22)采集前車(21)信息,并送入圖像處理器(23),圖像處理器(23)經(jīng)過分析 后向核心控制器(3)發(fā)送參數(shù)信息。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的雙車聯(lián)動(dòng)智能校正系統(tǒng),其特征在于: 所述核心控制器(3)接收來自遙控器模塊(1)和智能校正模塊(2)的控制指令,并對(duì)車體 (4)進(jìn)行控制。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種校正系統(tǒng),尤其是一種基于圖像處理的雙車聯(lián)動(dòng)智能校正系統(tǒng)。包括遙控器模塊、智能校正模塊、核心控制器、車體,所述遙控器模塊、智能校正模塊、車體分別與核心控制器相連,所述遙控器模塊包括按鍵、遙控器控制模塊、搖桿、無線模塊,所述按鍵、搖桿、無線模塊分別與遙控器控制模塊連接,所述智能校正模塊包括前車、攝像頭、圖像處理器、測(cè)距模塊,所述攝像頭一端與前車連接,另一端與圖像處理器連接,所述測(cè)距模塊與圖像處理器連接。有益效果:操作靈活、安全系數(shù)高,雙車聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)克服了傳統(tǒng)移動(dòng)平臺(tái)車無法運(yùn)送較大物體的缺點(diǎn);通過雙車聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),使兩輛車姿態(tài)一致的運(yùn)送大型重物,彌補(bǔ)單車的不足,提高了運(yùn)輸效率。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號(hào)】CN105116901
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510554967
【發(fā)明人】宋華軍, 周光兵, 卓文君, 肖渤濤, 任鵬, 劉芬
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月4日