论文摘要：UVS-I车底检查机器人系统设计与研究

随着世界反恐怖主义形势的严峻，对车辆的侦查工作也由过去仅检查车内和车箱，升级为对车底的全方位检查，因此车底检查系统已成为一种迫切需求的安全检查设备；另一方面，传统的车底检查设备多存在人为因素干扰严重、检查效率低等现象，针对上述问题，本论文展开了一种新型车底检查机器人系统（UVS-I）的设计研究工作。本文所研究的UVS-I车底检查机器人系统采用图像扫描原理设计而成，在一次通过车底的短短几秒钟内即可获得具有较高分辨率的车底整张图片。同时，系统还继承了传统车底检查系统所具有的实时视频监控功能，从而大大提高了车底检查工作的效率。 论文首先提出了UVS-I车底检查机器人系统的总体设计方案，并将系统设计成机器人本体结构、图像采集系统和软件系统三大部分。在机器人结构设计中，通过分析车底环境、内置设备特征等多重因素，确定了车体尺寸和内部设备布局的设计方案，同时，设计了直流伺服驱动控制系统以完成对机器人行为的精确控制。 其次，针对车底环境的特殊性，搭建了由光源、摄像系统以及用于控制图像采集启停的红外开关系统所组成的UVS-I车底检查机器人图像采集系统框架，并设计了系统的光路结构。通过理论分析和对比试验提出了以卤素灯为照明设备的光源方案，同时根据UVS-I机器人的特殊功能，设计了以线阵CCD和鱼眼镜头为核心设备的图像采集方案，并研制了用以控制图像采集启停的红外开关系统。然后，设计了系统的下位机软件和上位机人机交互界面。根据模块化思想，将下位机软件系统设计成图像采集、处理、存储、传输以及机器人行为控制等几部分；而将上位机人机界面设计成多功能显示和机器人行为控制两大模块。最后，对UVS-I车底检查机器人系统进行了实地作业试验，试验结果表明：UVS-I车底检查机器人系统具有突出的车底侦察能力，在3-5秒钟内即可获得具有高分辨率的车底全局视图，在性能和检查效率等方面，远远超过传统的车底检查系统。