基于双目识别技术的挖掘机智能化控制系统

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摘要:在无人操作情况 下，为实施挖掘作业,设计挖掘机的智能化控制系统。该系统由视觉识别、执行机.
6 y% {1 x0 o8 U9 r! y* P构驱动、运动检测3部分组成,可以协调工作完成作业计划。详细介绍了适合于挖掘作业对象物特征的双目视
. u: b. z2 T( K8 Z& l6 g2 ]觉识别系统,经过数据处理获取对象物体积、相对位置的计算方法,根据计算结果自行规划作业,由单片机驱动.
6 t: }, G( z7 l执行机构,并检测运动状况。在模型试验中,该系统可以达到预期的设计要求,适当调整算法,此系统也可安装
在其它工程机械上实现更多作业的控制。
目前在采矿业中，正铲挖掘机代替了大量的人
力劳动，大大提高了工作效率，起着不可替代的作
用。但还存在--些问题:
(1)操作人员的工作状态受环境、情绪、身体等
状况影响,在开始时状态最好,效率最高,随着工作
' m" _+ L+ p# ~  V, b9 @) R+ d# R, C时间推移效率逐渐下降,不能连续长时间进行工作，
降低了生产效率。
2 x" \  m  G2 v" y(2) 操作人员正在操作机器、专心于自己的工
+ _! g% J- `) H. b( @作时，容易忽视挖掘区域中其他的人员或设备,有可
7 k/ q5 x) V% h3 ?& r5 L能造成意外事故。
(3) 在有毒、高温、易崩塌等恶劣环境中，操作
人员的安全和健康受到严重威胁，无法驾驶挖掘机
进入其中作业。
以上这些问题使挖掘机的应用受到了很大的限
2 d. l) T1 V0 _) i9 {6 ]+ d制,需要设计正铲挖掘机的智能化控制系统。在无人
操作的情况下，以更高的效率完成预期的作业,保证
人员安全和顺利施工。
) U6 Y- W: E& t1总体设计
, |- R- E- \4 K7 ^, N传统挖掘机的一- 般工作流程为:①操作人员观
9 P- j: Y4 K5 x察对象物的位置和大小;②双手分别拉动左、右操纵
杆控制挖掘机履带直行、左拐、右拐;③到达对象物
: T' T( s+ B8 ]$ B- l; [* T位置后,控制铲斗挖起- -铲物料并倒入自卸车。如此
9 R) M: H. Q, T+ Y动作重复数次直到对象物大部分被挖走。
: a' x4 C/ w7 l9 I在挖掘机智能化控制系统的设计中。操作人员
. U  W$ v  E( y$ q4 i8 G的判断、控制全由智能化的软硬件代替。控制系统的
4 I8 m* v1 g7 S# z* o) M* n的流程图如图1所示。
1 P; ^, @8 z. j# w) D1 ]系统的硬件由一台现场计算机(_上位机)、双目
视觉系统和单片机系统(下位机)组成。由视觉识别
系统搜索对象物,当发现对象物时,输入图像数据到
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这个系统的核心技术就是算法
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