【摘 要】
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自行走式智能定位消防炮是一款履带式消防灭火机器人,可以代替消防人员进入危险易爆的石化工程火灾现场,进行灭火降温。目前主流的消防灭火机器人的控制方式是人工遥控手动控制,自动化程度低。随着科技的进步,智能化的概念深入到各个行业,消防灭火机器人的控制也朝着智能化的方向发展。论文主要针对自行走式智能定位消防炮自动控制系统进行研究,其目的是结合机器视觉技术研究一套消防水炮和履带底盘联动控制系统。针对项目整体
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自行走式智能定位消防炮是一款履带式消防灭火机器人,可以代替消防人员进入危险易爆的石化工程火灾现场,进行灭火降温。目前主流的消防灭火机器人的控制方式是人工遥控手动控制,自动化程度低。随着科技的进步,智能化的概念深入到各个行业,消防灭火机器人的控制也朝着智能化的方向发展。论文主要针对自行走式智能定位消防炮自动控制系统进行研究,其目的是结合机器视觉技术研究一套消防水炮和履带底盘联动控制系统。针对项目整体技术要求,完成了自动控制系统的总体设计,选择了合适的硬件平台和软件平台。为了实现全天候室外大空间火灾的自动识别,设计了一种红外热成像火灾检测算法:首先利用温度特性进行预判断,并采用区域生长法和大津法相结合的图像分割算法有效的分割出了高温区域;然后创新性地提取出了该区域的等效椭圆特征,并将连续6帧红外热图像的等效椭圆特征经归一化后送入训练好的支持向量机模型进行火灾判定。针对火源的自动搜寻与跟踪,设计了一种自下而上的云台巡检算法,并结合云台运行速度无规律的特点,设计了一种基于图像区域划分的云台跟踪算法。所设计的云台视觉控制算法,可以使云台带动热像仪在搜寻范围内快速找到火源,并将火源始终置于图像中心区域。为了实现消防水炮和履带底盘的联动控制,完成了工控主机与PLC底层控制通讯协议的建立。针对消防水炮的随动控制,完成了云台-消防水炮坐标转换,并根据消防水炮射程-俯仰角度表得到了消防水炮理论俯仰角度,实现了对消防水炮水平角和俯仰角的控制。同时针对履带底盘的随动控制,完成了云台-消防灭火机器人坐标转换,实现了对履带底盘的随动控制。利用Winform框架和多线程编程方法完成了控制软件的设计,并通过分步模拟实验验证了各部分功能的可行性,实验结果表明各部分功能满足项目要求,从而为后续整个项目的推进提供了依据。
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