基于Kinect2的光伏清洗機器人實時環(huán)境重建與自主導航技術研究.pdf

1、在光伏發(fā)電得到越來越多應用的今天，如何高效維護光伏電池板的清潔成為亟待解決的重要難題。現有的人工清潔、噴淋系統(tǒng)、移動清洗車以及板上機器人等清洗方法都有著各自的局限性，無法大范圍推廣使用。因此急需能夠自主工作且成本低廉的光伏清洗機器人，這就要求機器人能夠實時獲得電池板的三維結構信息以便控制清洗刷，同時也要能夠在各排電池板之間自主移動，從而使得實時三維環(huán)境重建與自主導航技術成為研究中的關鍵問題。
　　本文采用低成本的Kinect2傳感

2、器，研究半結構化環(huán)境下的實時三維環(huán)境重建算法，同時利用重建得到的三維環(huán)境地圖，實時規(guī)劃光伏清洗機器人的運動路徑以完成清洗任務。本課題主要研究了以下四個方面的內容：
　?。?）Kinect2標定與點-線特征提取算法研究。
　　首先分析Kinect2傳感器的測量誤差以及誤差來源，進行Kinect2的標定實驗，以減小測量誤差；為充分利用光伏清洗機器人半結構化工作環(huán)境中的有效信息，研究從灰度圖像中快速提取點特征與線段特征的算法。

3、r>　?。?）基于點-線特征的三維環(huán)境實時建模算法研究。
　　利用最小化重投影誤差的方法，完成兩幀三維點云的拼接配準；研究基于點-線特征進行閉環(huán)檢測的方法，使用閉環(huán)優(yōu)化的方法消除拼接累積誤差。然后基于八叉樹概率化方法，進行點云數據轉換研究，以獲得結構緊湊且易于維護的三維柵格結構，為光伏清洗機器人在各排電池板間的導航與規(guī)劃提供了基礎。
　?。?）基于AD*與彈性帶算法的自主導航算法研究。
　　研究如何在重建的三維環(huán)境中實