目前LNG(液化天然气)加气站主要是通过人工操作的方式对LNG车辆进行加气(也称加液)。但人工操作主要存在的问题有:由于操作的复杂性,LNG加气站操作人员需要进行严格的培训才能上岗;由于安全性的问题,LNG加气站操作人员在进行加气时必须穿戴安全防护服饰;由于加气过程持续比较长的时间以及加气枪和回气枪质量太大,导致加气过程劳动强度大。除此之外,LNG加气站大多位于比较偏僻的地理位置,环境比较恶劣,从而导致想要从事这个职业的人越来越少。基于上述原因,对LNG加气站智能化的研究具有非常重要的意义,因此本文提出了LNG气站机器人加液装置嵌入式控制系统开发,主要应用机器视觉智能识别LNG车辆加气孔和回气孔的位置,通过嵌入式控制系统对图像以及传感器信号进行处理,并控制机器人智能地完成加气和回气操作。具体研究内容可以归纳以下几个方面:1、机器人加液装置的整体设计。根据LNG加气站实际加气的操作流程和特点,以机器人为执行机构设计一套能够智能完成加气操作的嵌入式控制系统原理样机解决方案。主要包括:嵌入式控制系统的设计、智能识别系统的设计、目标点定位和矫正的设计以及原理样机的相关实验。2、机器人加液装置嵌入式控制系统的研究。设计开发了基于树莓派3B+的嵌入式集成控制系统,完成主要的信息处理、交换和传递等功能,其具有方便编程、容易改造、能发挥创造力、价格低廉的特点,节省了成本和提高了整个系统的可移植性以及适应环境的能力。3、机器人加液装置智能识别系统的研制。通过相机实时采集车辆加气区域的图像信息,然后运用Open CV对采集到的图像信息进行预处理和目标特征提取,最终提取出LNG车辆加气孔和回气孔的中心目标点坐标。4、机器人加液装置目标定位和矫正的研究。本文主要是针对实际加气过程中的特点,设计出一种能够将智能识别系统提取出的目标点转换到机器人基坐标系上,以及自动实现对接前枪体姿态矫正的方法。5、机器人加液装置原理样机实现与功能验证实验。根据设计要求,搭建一套能够智能地实现加气和回气操作的嵌入式控制系统解决方案,并通过实验来验证该设计方案的可实施性。功能验证实验表明,本文研制的基于嵌入式控制的LNG气站机器人自动加液装置操作误差在允许的范围内,能够智能地自动实现对LNG车辆进行加气和回气操作。