如何开展基于Webots云梯车高空作业场景视觉感知??     云梯车出租,  云梯车租赁,  云梯车出租公司     在云梯车实际高空作业过程中由于一些视觉盲区的存在，往往会导致高空作业危险的产生。因此利用传感器等设备，对周围高空作业环境感知，以提高云梯车作业过程的安全。环境感知功能是实现云梯车自主高空作业的基础，以视觉传感器为主的云梯车环境感知系统能够检测和识别在高空作业过程中的障碍物、高空作业物及吊臂周边目标，在城市高空作业中主要有结构化的建筑和非结构化的树木等。环境感知功能主要由云梯车中安装的相机、三维激光测距sicklms291、激光雷达、距离传感器等主、被动视觉传感器完成。通过相机辨识高空作业物；通过激光雷达建立周边环境的3D模型，检测树木、行人，建筑等；利用位置及碰撞传感器检测吊臂运动时靠近的障碍物及其位置等。最后，将各传感器信息进行信息进行提取，为路径规划算法实现做准备。与一般的场景识别不同，对于云梯车的工作场景的识别我们不需要准确地判断出云梯车周围的目标信息。而只是通过云梯车的感知系统向高空作业操作平台发送高空作业物体与周围场景中物体的位置、距离、方向之间的数据信息。因此本章主要研究云梯车感知系统的组成及场景识别，如利用传感器所获取的传感器信息识别出高空作业的环境信息，帮助完成高空作业工作。

       图像的获取:  在Webots中，云梯车模型利用相机(camera)节点作为获取图像的视觉传感器，同时在仿真中还可结合sicklms291三维激光测距系统获取扫描平面。对于相机的控制，首先要对相机进行一个宏定义，然后让相机使能(使能函数void_wb_camera_enable)并能正常的获取图像。获取的彩色图像是从相机的OpenGL中获取，用wb_camera_get_image函数把图片显示出来，从图像上可以完整的看到高空作业物。由前面对相机节点的介绍可知，fieldofview节点是相机的水平视角，通过改变fieldofview的值来改变相机的水平视角，但fieldofview的取值在0～Π弧度。同时相机的垂直视角与水平视角、相机的高和宽三者有关系，与相机的水平视角和相机的高(height)成正比；与相机的宽成反比。由于相机像素是正方形，因此通过摄影机的宽度、高度以及水平视场角我们可以计算垂直视场，如下式：VerticalFOV=fieldofview*height/width4-1（1）相机的高度和宽度不变，改变fieldofview，width=300，height=200。（2）选取最大的水平视角（f14.3），高度值不变，改变宽度值。 当高度与宽度一致时，显示的图像发生变异，当不断提高宽度值时，观察到的图像慢慢恢复显示，因此相机的宽度值不能小于高度值，同时，当将水平视角的值，令f=1时，当水平视角的值比较小时，相机宽度值可小于相机的高度值。 对于Camera0选取；Camera1取，能够获取更好的高空作业图片。

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     高空作业物与障碍物之间的检测,  有效进行外界感知的先决条件是能够识别障碍物信息，在高空作业周围存在许多的三维障碍物，影响着高空作业的进行。激光测距在检测障碍物的过程中能够探测比较远的距离，精度也比较高。对于sicklms291三维激光测距系统，测距的方法主要分为两种：一是脉冲测距；二是连续波测距。对于云梯车高空作业环境，本文主要选择的是脉冲测距。接收器分光器激光器旋转镜面障碍，当激光器的激光脉冲送达分光器后，部分被接收器吸收，还有一部分经过旋转镜面发射到需检测的障碍物表面，然后再返回到接收器中。在Webots中模拟的LMS291扫描的宽度通常应为180、360或720，以便具有分别三种精度值。扫描的角度范围有和，两者的精度值分别为、，采用精度完成扫描的时间为，在范围内获取181个数据。采用来完成一次扫描的时间为，通过相位差二次扫描获得361个数据。同理，对于精度值扫描周期时间为。激光测距雷达在测量的区域中设定A、B、C三个保护区域，测量数据为两个字节，其中，D0~D12为距离信息，D13、D14、D15分别代表三个保护区域状态。采用厘米单位数据测距时，LMS291输出的范围为。测距雷达的实际测量距离与被测障碍物表面反射率有关，不同材质的反射率不同，距离与反射率成正比，在10%反射率中有效的测量距离为30m；74%时有效测量距离接近80m。物体表面反射率与检测距离利用D13、D14、D15高三位的保护区域状体，当区域内存在有障碍物时，相应位为1；如若没有检测到障碍物时，相应位为0。当激光测距雷达的相应位被置1，它可通过响应接口发出继电器型的开关量信号，利用这个开关量信号可作为障碍物入侵的警报信息，为云梯车的紧急反射式行为输入信号。

     传感器的检测方法,   在高空作业过程中，高空作业物的周围总会或多或少的存在一些障碍物，因此在虚拟高空作业仿真中需要对周边的障碍物进行检测。在利用位置传感器进行检测时，建模过程中需对环境场景每个对象的边界对象（boundingobjects）节点进行设置。对边界对象的设置可直接调用对象的整体，这样对场景对象就形成了一个包围网，当高空作业仿真物体的边界与场景其他物体边界相交时，运动物体就会在原点完成障碍物的检测，而不是直接穿越障碍物。对于设置了对象边界的障碍物，传感器能够提供边界信息，同时传感器将位置转化为高度图，然后根据高度的突出就可以检测出障碍物。

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