基于視覺和網絡的煤氣管道機器人系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、本文研究工作主要側重以下幾個方面:1、介紹了機器人系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)設計;研制成煤氣管道機器人系統(tǒng)樣機,并對該樣機進行了現(xiàn)場試驗.試驗結果表明該系統(tǒng)具有很好的環(huán)境適應性,自定心能力和越障驅動能力;系統(tǒng)可靠,穩(wěn)定;無損檢測精度高;視頻傳輸實時性好,視頻質量穩(wěn)定;機器人控制網絡系統(tǒng)操作簡單,方便.2、視頻的采集、編碼、傳輸及存儲,是煤氣管道機器人系統(tǒng)中的關鍵技術.本文結合煤氣管道的實際情況,基于分形理論,提出了煤氣管道機器人視頻編解碼系統(tǒng)

2、.通過大量的實驗表明,本視頻編碼系統(tǒng)具有簡單、快速、高效的特點.3、基于視覺的自適應控制研究是建立智能化管道機器人系統(tǒng)的關鍵技術.本文系統(tǒng)研究了在管道特殊環(huán)境下,多輪獨立驅動機器人的視覺導航技術.主要是利用光流場技術,尋找圖像的FOE點,根據FOE點的變化,機器人自適應調整其狀態(tài)和各個驅動輪的速度,使機器人協(xié)調運行.仿真實驗證明了算法的正確性.4、管道機器人系統(tǒng)是一個網絡化的控制系統(tǒng).本文針對煤氣管道機器人系統(tǒng)的特點,建立了一種新型網絡

3、控制結構.該網絡控制結構既有直接控制也有交互式監(jiān)督控制.在網絡控制中,我們建立了直接網絡控制模型和基于事件的網絡控制模型,同時也融合了網絡的QoS.根據網絡的QoS,自適應調整網絡的命令和視頻傳輸.仿真實驗結果表明該方法實用性強,效果好.5、由于管道檢測的復雜性,在實際應用中,大都采用"Whole Drive Stem"技術,因此整個管道檢測系統(tǒng)實際上是一個多智能體系統(tǒng).本文針對多智能體中的主要問題-實時通訊,進行了深入的研究.首先針對

4、油氣管道機器人系統(tǒng)的特點,建立了實時通訊協(xié)議,然后提出了實時通訊控制算法.該實時通訊是建立在Ethernet基礎上.本文在KQML的基礎上設計了多智能體之間相互通訊的協(xié)議.由于Ethernet不是實時通訊網絡,本文改進了實時通訊模型,建立了基于預測模型的網絡控制算法.通過預測將來的網絡流量,來調整站點的數據發(fā)送,避免網絡過度碰撞導致網絡阻塞,從而提高網絡的性能,確保網絡的QoS,提高數據傳輸的實時性.實驗結果證明該算法有很好的效果.該論