变电站巡检机器人视觉导航模糊控制

变电站巡检机器人视觉导航模糊控制

第25卷第1期2011年1月

济南大学学报(自然科学版)

JOURNALOFUNIVERSITYOFJINAN(Sc.iandTech )

Vo.l25No.1

Jan.2011

文章编号:1671-3559(2011)01-0031-05

变电站巡检机器人视觉导航模糊控制

厉广伟,夏英杰,李金屏

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b

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(济南大学a.控制科学与工程学院;b.信息科学与工程学院,山东济南250022)

摘 要:利用导航线,通过机器人自身前景视觉获得机器人偏离导航线的距离和方向,采用Sugeno模糊推理法生成左右轮速,实现变电站巡检机器人视觉导航自主运动控制。基于博创UP-VoyagerII型机器人进行实际测试,机器人能够准确、平稳地实时追踪导航线。实验表明了算法的有效性。

关键词:变电站;巡检机器人;视觉导航;模糊控制中图分类号:TP242

文献标志码:A

VisualNavigationofSubstationPatrolRobotBasedonFuzzyControl

LIGuang weia,XIAYing jieb,LIJin pingb

(a.SchoolofControlScienceandEngineering;b.SchoolofInformationScienceandEngineering,

UniversityofJinan,Jinan250022,China)

Abstract:Makinguseofthenavigationline,wecanobtainthedistancedeviationandangledeviationbetweentherobotandthenavigationlinethroughtheforegroundvision,andrealizethesubstationpatrolrobotmotioncontrolbyapplyingthefuzzyreasoningmeth od.UsingtheUP VoyagerIIautonomousmobilerobotmadebyUPTECHRoboticsCo.Ltd.,wefindthattherobotcanaccuratelyandstablytracethenavigationlineandexhibitgoodperformance.

Keywords:substation;mobilerobot;visualnavigation;fuzzycontrol

导航定位技术是自主移动机器人的研究核心,同时也是移动机器人实现智能化及完全自主决策的关键技术。移动机器人常见的导航方式有磁导航、

惯性导航、激光导航、视觉导航和GPS导航等。视觉导航方式具有信号探测范围宽、获取信息完整、符合人类认知习惯等优点,受到了广泛关注

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通过底层运动控制引导机器人沿导航线前进,完成巡检任务,对设备自动进行监测。这种视觉导航方式增强了系统灵活性,降低了成本。

机器人的底层运动控制是非常重要的一个环节,机器人运动控制的好坏直接决定了能否有效执行决策意图,准确无误地沿着预定轨迹行进,完成导航任务。考虑到机器人实际运行环境的复杂性和不确定性,模糊控制的方法更加符合机器人的运动特点和实际控制需要。本文中基于导航线,利用模糊控制,实现了对变电站设备巡检机器人的视觉导航运动控制,并通过自主移动机器人平台进行了实际测试,取得了不错的效果。

,并

在多个领域得到应用。

目前,变电站设备巡检机器人主要采用磁导航的方式,即在地下铺设磁条,这无疑增加了成本。采用视觉导航,只需在路面上作出导航线,机器人利用前景视觉实时捕捉视频图像,通过图像处理技术识别出导航线,确定机器人和导航线的位置关系,然后

收稿日期:2010-04-26 网络出版时间:2010-10-21 11:27

基金项目:国家自然科学基金(60873089);山东省研究生教育创新计划(SDYY08032);山东省教育科学规划(2008ZK0007)作者简介:厉广伟(1980-),男,山东济南人,讲师,硕士;李金屏(1968-),男,河南焦作人,教授,博士,硕士生导师。:/icm1378_N.003.html