基于图像识别的智能炮管清洗机器人设计

徐正达，项占琴，梅金虎，朱甫宏

浙江大学现代制造工程研究所，浙江 杭州

中国人民解放军73021部队，浙江 杭州

摘    要：针对当前士兵人工清洗炮管强度大，效率低等问题，以及现有清洗设备在实际应用中存在的体积大、质量重、智能化程度低等不足。基于图像识别技术和模式识别理论，研制了一种智能炮管清洗机器人。该智能炮管清洗机器人采用嵌入式控制系统，应用图像处理技术，实现了清洗过程的可视化，并通过色彩特征提取算法实现了对炮膛内挂铜区域的提取；利用模糊模式识别方法,根据炮膛内挂铜区域分布的规律性及实际图像处理后得到的信息来实现对炮膛的智能清洗。实际应用表明，此智能炮管清洗机器人鲁棒性强、清洗效率高，具有良好的应用前景。

关  键  词：炮管；嵌入式；图像识别；模糊模式识别；智能清洗

1　引  言

火炮在发射过程中不仅会在炮膛内残余大量的物质，而且火炮炮弹带与身管内壁间亦会产生大量的粘附物[1]。这些物质受高温、高压的作用与管壁黏贴的非常牢固，尤其是线膛炮的“阴线”角落位置的残留物，极不容易清除，对炮管寿命产生很大的影响，当“积留”超过一定程度后，极易产生炸管等事故。过去主要依靠传统的人工和机械擦拭的方法对炮管进行清洗，参与士兵人数较多，劳动强度大，效率较低。而现有的液压推杆式、螺旋推进式等炮管清洗设备往往携带笨重，智能化程度低。因此研制一种智能炮管清洗机器人，不仅可以极大地减轻士兵的劳动强度，而且可以有效提高火炮的维护保养水平和身管寿命，对提高部队战斗力具有较大的军事和经济效益。本文所研究的智能化封闭式柔性炮管清洗机器人采用嵌入式控制系统，带有图像识别模块，能针对挂铜区域进行智能清除，相比传统的擦洗提高了清洗效率，同时也实现了清洗过程的可视化。

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