基于麥克納姆輪的車底檢測(cè)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

路曉川 趙加鵬 田亮亮 凌大鵬 李航濤

摘 要： 為了提高對(duì)車輛底盤(pán)安檢的效果和效率，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于麥克納姆輪的車底檢測(cè)系統(tǒng)的方案，該系統(tǒng)集成在一個(gè)麥克納姆輪驅(qū)動(dòng)的小車平臺(tái)上，主要由影像檢測(cè)和化學(xué)檢測(cè)兩部分組成，其中影像檢測(cè)采用線性CCD相機(jī)技術(shù)得到車底的整體圖像，化學(xué)檢測(cè)采用離子遷移譜（IMS）技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)毒品、爆炸物等違禁物品的檢測(cè)。一旦有成熟的產(chǎn)品面世，需求量會(huì)很大，應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞： 麥克納姆輪;線性CCD相機(jī);離子遷移譜

中圖分類號(hào)：TP391? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Scheme Design of Vehicle Bottom Detection System Based on Mecanum Wheel

Lu Xiaochuan Zhao Jiapeng Tian Liangliang Ling Dapeng Li Hangtao

The 718th Research Institute of CSIC HebeiHandan 056027

Abstract： In order to improve the effect of vehicle chassis security check，this paper designs a scheme of vehicle bottom detection system based on mecanum wheel.The system is integrated on a mecanum driven vehicle platform，which is mainly composed of image detection and chemical detection.The image detection uses linear CCD camera technology to obtain the overall image of the vehicle bottom，and the chemical detection uses ion migration spectrum（IMS）technology to detect drugs，explosives and other prohibited items.Once a mature product comes out，the demand will be large，wide application，with a good application prospects.

Key words： mecanum wheel;linear CCD camera;IMS

當(dāng)今社會(huì)，大型活動(dòng)的舉辦越來(lái)越多，安檢的效果和效率就顯得越來(lái)越重要，除了人員的檢測(cè)外，車輛尤其是車底的檢測(cè)也非常必要[1]。目前車底的檢測(cè)主要分為影像檢測(cè)和化學(xué)檢測(cè)，這兩套檢測(cè)設(shè)備是分立的，影響檢測(cè)效果和效率。本文所描述的方案是將影像檢測(cè)和化學(xué)檢測(cè)通過(guò)麥克納姆輪這樣一個(gè)平臺(tái)集成到一個(gè)系統(tǒng)上，這套系統(tǒng)不僅提高了檢測(cè)的便攜性和安全性，還大大提高了檢測(cè)效率，具有很大的應(yīng)用前景。

1 麥克納姆輪簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)平臺(tái)創(chuàng)造性地采用一種新型的輪式結(jié)構(gòu)——麥克納姆輪實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng)。麥克納姆輪除了能夠正常前進(jìn)后退外，還能夠以獨(dú)特的原理實(shí)現(xiàn)橫向平移、斜向平移、零轉(zhuǎn)彎半徑原地旋轉(zhuǎn)，而且體積很小、高度很低，特別適合車輛底盤(pán)檢查[2-3]。

2 方案設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的底盤(pán)是一個(gè)由4個(gè)麥克納姆輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人平臺(tái)，如示意圖1所示。在其上面要集成影像檢測(cè)和化學(xué)檢測(cè)設(shè)備。

影像檢測(cè)系統(tǒng)由線性CCD相機(jī)和視頻處理模塊組成，CCD相機(jī)與車輛要盡量保持相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)幾何校正和圖像拼接等圖像處理，得到車底的完整圖像[4]，效果如圖2所示。

化學(xué)檢測(cè)部分采用離子遷移譜技術(shù)（IMS）。應(yīng)用該原理，目前市面上已有成熟的產(chǎn)品，可采購(gòu)成熟的產(chǎn)品集成到系統(tǒng)平臺(tái)上。

3 預(yù)期達(dá)到的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，該車底檢測(cè)機(jī)器人可廣泛應(yīng)用于民航、海關(guān)、鐵路、公路、城市軌道交通、郵政物流、公安司法、大型活動(dòng)賽事等眾多領(lǐng)域，助力保護(hù)國(guó)境安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。一旦有成熟的產(chǎn)品面向市場(chǎng)，需求量會(huì)很大，應(yīng)用前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]Saeed B.Niku.Introduction to robots：analysis，control，applications（Second Edition）[M].Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2013：2-7.

[2]楊毅.智能機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)[D].天津：河北工業(yè)大學(xué)碩士論文，2004：1-6.

[3]黎夢(mèng)蓮，耿倩蔡，王耀南，等.智能車輛安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù)，2006，6：21-24.

[4]冀翼.IMUDGPS輔助車載線陣CCD相機(jī)推掃路面圖像的幾何校正方法研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2008：26-33.

作者簡(jiǎn)介： 路曉川（1990—），男，碩士，助理工程師，2016年7月畢業(yè)于中科院電子學(xué)研究所，現(xiàn)就職于中船718研究所第四研究室，從事質(zhì)譜儀及分析儀器等的研發(fā)工作。