[發明專利]一種基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法

有效

• 申請號: 201810369827.8
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108844542B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 吳焱明;朱家誠;許林;吳天星;許海波;李回歸;王聯琦;茍超;王幫興
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C11/02;G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 奚華保

1.一種基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，該方法包括下列順序的步驟：

(1)分析工業攝像機存在的安裝偏差位置；

(2)分析各安裝偏差位置對圖像處理的影響；

(3)根據安裝偏差位置對圖像處理的影響設計相應的補償方法；

所述安裝偏差位置包括工業攝像機在X方向、Y方向、Z方向、φ方向、β方向和α方向的安裝偏差；

工業攝像機的安裝位置在六個基本方向上都存在安裝偏差，則其總影響誤差ε為：

式中，d為工業攝像機與接觸網立柱之間的Y向距離；y為圖像處理時截取圖像區域的高度方向像素數；ρ為一個像素所對應的Z向距離偏差值；為工業攝像機在φ向安裝偏差；Δα為工業攝像機在α向安裝偏差；e為工業相機在X向安裝偏差；

由上式知，工業攝像機的安裝偏差只有X方向或其它方向在X方向上的分量會對圖像處理構成影響，因此，為了減小工業攝像機安裝誤差的影響，需要對ε的值進行補償：完成一次精定位，當精定位完成時，記錄行走伺服電機的當前位置P1，在手動模式下使無人檢測車運動至理想停車位置，即工業攝像機處于C點時無人檢測車的位置，再次記錄下此時行走伺服電機的當前位置P2，系統只需要將記錄下的位置數據P1和P2進行求差運算，即得到無人檢測車誤差補償量ΔP：

ΔP＝P2-P1

將ΔP存入數據庫，在后續的精定位過程中，通過圖像處理獲得無人檢測車與立柱之間的縱向距離L時用ΔP進行補償，即無人檢測車精定位時實際應該運動的距離K為：

K＝L+ΔP。

2.根據權利要求1所述的基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，其特征在于：針對工業攝像機在X方向的安裝偏差位置，若工業攝像機在X方向上的安裝位置偏移了e，則X方向安裝位置偏差對精定位的影響誤差ε_X＝e。

3.根據權利要求1所述的基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，其特征在于：針對工業攝像機在Y方向的安裝偏差位置，若工業攝像機在Y方向上的安裝位置偏移了b，則Y方向安裝位置偏差對精定位的影響誤差ε_Y＝0。

4.根據權利要求1所述的基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，其特征在于：針對工業攝像機在Z方向的安裝偏差位置，工業攝像機采集的照片經過處理后獲得接觸網立柱特征在照片中的像素坐標，圖像處理只需要得到接觸網立柱特征中心的像素坐標，圖像處理的實際區域為源照片中心像素大小為1920*200的部分；若工業攝像機的安裝位置在Z方向上偏差了距離a，此時采集的照片相較于處于理論位置時采集的照片而言，除了在Z方向上偏移量距離a外仍然保留著同樣的接觸網立柱特征，故這并沒有對照片中心像素大小為1920*200部分的圖像處理構成影響，再加上Z方向的偏差值a較小，因此Z方向安裝位置的偏差并沒有影響無人檢測車的自動定位，即Z方向安裝位置偏差對精定位的影響誤差ε_Z＝0。

5.根據權利要求1所述的基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，其特征在于：針對工業攝像機在φ方向的安裝偏差位置，該方向上的安裝偏差分解為Y方向和X方向兩個基本方向的分量。

6.根據權利要求1所述的基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，其特征在于：針對工業攝像機在β方向的安裝偏差位置，工業攝像機的固定部件由剛性材料制成，在β方向形成的偏差角Δβ較小，此時采集照片中的接觸網立柱特征基本沒有發生變形，同時，β方向的安裝偏差分解為Y方向和Z方向兩個基本方向的偏差，在Z方向上，工業攝像機僅移動了距離d-d*cos(Δβ)，此分解方向上的安裝偏差對自動定位的影響很小；Y方向的安裝偏差看成工業攝像機與接觸網立柱之間的橫向距離變大或變小，β方向的偏差位置安裝沒有影響圖像處理的進程，相應地也沒有影響無人檢測車的精定位，即β方向安裝位置偏差對精定位的影響誤差ε_β＝0。

7.根據權利要求1所述的基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，其特征在于：針對工業攝像機在α方向的安裝偏差位置，該方向上的安裝偏差分解為Z方向和X方向兩個基本方向的分量。