一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人及其控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人及其控制系统和方法，该方法首先通过将采集到的道路裂缝图像转变为特征像素信息点，然后通过特征像素信息点输入至PID控制器，通过PID控制器输出刀具切割的角速度和线速度，其中PID控制器中的重要系数均通过模糊控制器获得。该方法的自适应自主调参的模糊PID控制器，实现参数模糊化，实现参数自主调节，改变传统PID控制器调试困难的局面，提高了控制器的准确性和稳定性，提高道路裂缝跟踪的鲁棒性。提高道路裂缝跟踪的鲁棒性。提高道路裂缝跟踪的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人及其控制系统和方法


[0001]本专利技术属于道路养护
，具体涉及一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人及其控制系统和方法。

技术介绍

[0002]随着道路交通建设的高速发展，公路的养护与管理问题也随之而来。裂缝是道路最常见的病害，其产生的原因是交通荷载和天气变化。道路裂缝的修补，当前仍然主要依靠工作人员手工修补。在灌缝前，需要对裂缝进行开槽，目前的开槽作业主要为手持作业和手推作业。手持作业为工作人员手持小型电动切割机沿着道路裂缝进行开槽作业，切割的路径和深度靠人眼来判断，电动切割机会给人手带来高频振动。手推作业为人工推动柴油型或电动型切割机行驶，一般只能切割直缝，很难沿着实际裂缝的轨迹行驶，开槽精度不够。
[0003]因此现有的开槽质量较为依赖工作人员的素质，不同工作人员操作手法不同，所具备的经验也不同，难于进行质量控制。
[0004]近年来，自动导引车(AGV，automated guided vehicles)和自主移动机器人(AMR，autonomous mobile robots)被广泛用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采集道路裂缝图像；步骤2，从道路裂缝图像中获得道路裂缝掩膜图像，从道路裂缝掩膜图像中提取出道路裂缝设定区域内的特征像素信息点，获取所述特征像素信息点的横向像素误差，通过横向像素误差计算横向像素误差变化率；步骤3，将横向像素误差和横向像素误差变化率输入至模糊PID控制器，调整模糊PID控制器中的模糊比例系数、模糊积分系数和模糊微分系数，使得模糊PID控制器输出开槽机器人的行动线速度和角速度；所述模糊PID控制器基于PID控制器，通过模糊化规则对比例系数、积分系数和微分系数模糊化后得到；步骤4，通过横向像素误差变化率和角速度获取刀片的转速，通过道路裂缝掩膜图像的深度点云数据获得开槽的深度，机器人进行自主开槽。2.根据权利要求1所述的一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人的控制方法，其特征在于，步骤2中，通过识别分割模型，将RGB图像转换为HSV图像，识别道路裂缝图像特征，通过道路裂缝特征，将道路裂缝区域从HSV图像中分离，获得掩膜图像。3.根据权利要求1所述的一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人的控制方法，其特征在于，步骤2中，所述设定区域的高度为图像高度1/3～2/3区域，所述横向像素误差的计算公式为：e
y
＝ROI
center
‑
Crack
center
其中，e
y
作为横向像素误差，ROI
center
信息点的横坐标，Crack
center
为图像中宽度的中心像素点横坐标。4.根据权利要求1所述的一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人的控制方法，其特征在于，步骤2中，对道路裂缝掩膜图像进行对比度增强，高斯滤波和密度滤波处理，获得道路裂缝设定区域内的特征像素信息点。5.根据权利要求1所述的一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人的控制方法，其特征在于，步骤3中，所述PID控制器输出参数的计算公式为：其中，e
y
和de
y
/dt作为PID控制器的输入，u
c
(t)作为PID控制器的输出，K
P
为控制器的模糊比例系数，K
I
为控制器的模糊积分系数，K
D
为控制器的模糊微分系数。6.根据权利要求1所述的一种道路裂缝识别跟踪开槽机器人的控制方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，张建奇，赵宇航，汪海年，刘文博，洪翰，管进超，李硕，王威，丁玲，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：