1.本发明涉及智慧工地技术领域，尤其涉及一种自动护拦板目标对准非线性控制算法。
背景技术：
2.目前，高速公路护拦板安装均是由人工操作的，人工操作的劳动强度很大。
3.护拦板安装过程是由人（多人）从地面抬起护拦板（通常是标准的三波板，重102kg），靠上护栏桩，然后拧螺丝。
4.由于正对护栏桩的护拦板一侧在地面上是“朝上”的，用机械方式抬起护拦板时就要实现“护拦板反转”才能靠上护栏桩，然后拧螺丝，不便于安装。
技术实现要素：
5.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自动护拦板目标对准非线性控制算法。
6.本发明提出的一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，包括以下步骤：s1采用摄像机获取对护拦板安装过程中所涉及目标三维距离图像；s2采用图像处理技术获取目标识别及目标位姿、距离、高度参数；s3驾驶员将车外侧线与护栏桩连线的距离保持在反转设备向外移动的最大距离之内，使得控制目标要在三种护栏桩的连线状态下实现护拦板与护栏桩的靠紧，具体有如下三种状态：1三个护栏桩的连线及桩面成平面，且与螺孔位置相匹配；2三个护栏桩的连线及桩面不在一个平面，中间桩靠前或靠后，且与螺孔位置相匹配；3护拦板高度与护栏桩高度不一致，且与螺孔位置不匹配；s4采取如下分状态非线性控制算法进行对准控制：针对状态1，在护拦板平面与护栏桩桩面相平行时，采用标准的直接均速驱动护拦板向护栏桩靠紧，否则按状态2进行控制；针对状态2，以二头护栏桩连线及桩面为对基面，在护拦板运动中调整护拦板位姿，同时越接近护栏桩驱动护拦板的速度越慢；针对状态3，以二头护栏桩连线及桩面为对基面，在护拦板运动中调整护拦板位姿，以螺孔位置相匹配为控制第一目标，同时越接近护栏桩驱动护拦板的速度越慢。
7.优选的，所述步骤s4中越慢的含义以接近护栏桩10cm为开始，设置减加速度参数，视路面坡度大小改变参数的算法。
8.优选的，所述步骤s2的图像处理技术包括图像抖动处理和误差估计，且图像抖动处理和误差估计分别为图像抖动克服算法和误差估计算法。
9.优选的，采用图像抖动处理得到复合要求图像，采用误差估计算法得到估计误差。
10.优选的，所述步骤s1摄像机包括多个位于隔开位置的分散的摄像机，以拍摄多个角度对象的场景。
11.优选的，所述步骤s2获取目标识别及目标位姿、距离、高度参数的误差在0.5cm之内。
12.本发明中，所述一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，自动判断护拦板运动状态和护栏桩连线与桩面状态，自动选取分状态非线性算法，控制参数自适应改变，无需事先整定。
附图说明
13.图1为本发明提出的一种自动护拦板目标对准非线性控制算法的流程示意图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
15.参照图1，一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，包括以下步骤：s1采用摄像机获取对护拦板安装过程中所涉及目标三维距离图像；s2采用图像处理技术获取目标识别及目标位姿、距离、高度参数；s3驾驶员将车外侧线与护栏桩连线的距离保持在反转设备向外移动的最大距离之内，使得控制目标要在三种护栏桩的连线状态下实现护拦板与护栏桩的靠紧，具体有如下三种状态：1三个护栏桩的连线及桩面成平面，且与螺孔位置相匹配；2三个护栏桩的连线及桩面不在一个平面，中间桩靠前或靠后，且与螺孔位置相匹配；3护拦板高度与护栏桩高度不一致，且与螺孔位置不匹配；s4采取如下分状态非线性控制算法进行对准控制：针对状态1，在护拦板平面与护栏桩桩面相平行时，采用标准的直接均速驱动护拦板向护栏桩靠紧，否则按状态2进行控制；针对状态2，以二头护栏桩连线及桩面为对基面，在护拦板运动中调整护拦板位姿，同时越接近护栏桩驱动护拦板的速度越慢；针对状态3，以二头护栏桩连线及桩面为对基面，在护拦板运动中调整护拦板位姿，以螺孔位置相匹配为控制第一目标，同时越接近护栏桩驱动护拦板的速度越慢。
16.本发明中，所述步骤s4中越慢的含义以接近护栏桩10cm为开始，设置减加速度参数，视路面坡度大小改变参数的算法。
17.本发明中，所述步骤s2的图像处理技术包括图像抖动处理和误差估计，且图像抖动处理和误差估计分别为图像抖动克服算法和误差估计算法。
18.本发明中，采用图像抖动处理得到复合要求图像，采用误差估计算法得到估计误差。
19.本发明中，所述步骤s1摄像机包括多个位于隔开位置的分散的摄像机，以拍摄多个角度对象的场景。
20.本发明中，所述步骤s2获取目标识别及目标位姿、距离、高度参数的误差在0.5cm之内。
21.本发明：采用摄像机获取对护拦板安装过程中所涉及目标三维距离图像；采用图像处理技术获取目标识别及目标位姿、距离、高度参数；驾驶员将车外侧线与护栏桩连线的距离保持在反转设备向外移动的最大距离之内，使得控制目标要在三种护栏桩的连线状态下实现护拦板与护栏桩的靠紧，具体有如下三种状态：1三个护栏桩的连线及桩面成平面，且与螺孔位置相匹配；2三个护栏桩的连线及桩面不在一个平面，中间桩靠前或靠后，且与螺孔位置相匹配；3护拦板高度与护栏桩高度不一致，且与螺孔位置不匹配；采取如下分状态非线性控制算法进行对准控制：针对状态1，在护拦板平面与护栏桩桩面相平行时，采用标准的直接均速驱动护拦板向护栏桩靠紧，否则按状态2进行控制；针对状态2，以二头护栏桩连线及桩面为对基面，在护拦板运动中调整护拦板位姿，同时越接近护栏桩驱动护拦板的速度越慢；针对状态3，以二头护栏桩连线及桩面为对基面，在护拦板运动中调整护拦板位姿，以螺孔位置相匹配为控制第一目标，同时越接近护栏桩驱动护拦板的速度越慢。
22.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，其特征在于，包括以下步骤：s1采用摄像机获取对护拦板安装过程中所涉及目标三维距离图像；s2采用图像处理技术获取目标识别及目标位姿、距离、高度参数；s3驾驶员将车外侧线与护栏桩连线的距离保持在反转设备向外移动的最大距离之内，使得控制目标要在三种护栏桩的连线状态下实现护拦板与护栏桩的靠紧，具体有如下三种状态：1三个护栏桩的连线及桩面成平面，且与螺孔位置相匹配；2三个护栏桩的连线及桩面不在一个平面，中间桩靠前或靠后，且与螺孔位置相匹配；3护拦板高度与护栏桩高度不一致，且与螺孔位置不匹配；s4采取如下分状态非线性控制算法进行对准控制：针对状态1，在护拦板平面与护栏桩桩面相平行时，采用标准的直接均速驱动护拦板向护栏桩靠紧，否则按状态2进行控制；针对状态2，以二头护栏桩连线及桩面为对基面，在护拦板运动中调整护拦板位姿，同时越接近护栏桩驱动护拦板的速度越慢；针对状态3，以二头护栏桩连线及桩面为对基面，在护拦板运动中调整护拦板位姿，以螺孔位置相匹配为控制第一目标，同时越接近护栏桩驱动护拦板的速度越慢。2.根据权利要求1所述的一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，其特征在于，所述步骤s4中越慢的含义以接近护栏桩10cm为开始，设置减加速度参数，视路面坡度大小改变参数的算法。3.根据权利要求1所述的一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，其特征在于，所述步骤s2的图像处理技术包括图像抖动处理和误差估计，且图像抖动处理和误差估计分别为图像抖动克服算法和误差估计算法。4.根据权利要求2所述的一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，其特征在于，采用图像抖动处理得到复合要求图像，采用误差估计算法得到估计误差。5.根据权利要求1所述的一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，其特征在于，所述步骤s1摄像机包括多个位于隔开位置的分散的摄像机，以拍摄多个角度对象的场景。6.根据权利要求1所述的一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，其特征在于，所述步骤s2获取目标识别及目标位姿、距离、高度参数的误差在0.5cm之内。
技术总结
本发明公开了一种自动护拦板目标对准非线性控制算法，包括以下步骤：采用摄像机获取对护拦板安装过程中所涉及目标三维距离图像；采用图像处理技术获取目标识别及目标位姿、距离、高度参数；驾驶员将车外侧线与护栏桩连线的距离保持在反转设备向外移动的最大距离之内，使得控制目标要在三种护栏桩的连线状态下实现护拦板与护栏桩的靠紧；采取分状态非线性控制算法进行对准控制。本发明自动判断护拦板运动状态和护栏桩连线与桩面状态，自动选取分状态非线性算法，控制参数自适应改变，无需事先整定。先整定。先整定。
技术研发人员：费树岷 王彬彬 蒙仁学 钟建洋
受保护的技术使用者：南京东奇智能制造研究院有限公司
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2022/2/28
再多了解一些
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