一種自動跟隨移動機器人的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著機器人技術研究越來越深入，將視覺技術應用在移動機器人成為新的研究方向。自動跟隨移動機器人應該具有目標識別和自主導航的功能，可以服務于特定的目標對象，幫助人們完成任務。本文設計的移動機器人通過單目視覺系統(tǒng)識別目標，并通過運動控制實現(xiàn)對人物目標自動跟隨。
　　首先，對跟隨移動機器人進行了總體方案設計。其采用雙輪驅動的機器人移動平臺，利用直流電機實現(xiàn)指定方式的運動。機器人的嵌入式系統(tǒng)采用兩級系統(tǒng)，即運動控制子系統(tǒng)和視覺子系統(tǒng)，并分析

2、了電機的選用和視覺核心的選型。
　　其次，對運動控制子系統(tǒng)進行了硬件和軟件設計。運動控制子系統(tǒng)以MC9S12XE256芯片為控制核心，采用LMD18200T實現(xiàn)電機驅動。運動控制包括PWM調速、PID速度反饋和超聲波避障等模塊，實現(xiàn)了機器人的自主運行。軟件部分通過CodeWarrior軟件編寫運動控制程序，使機器人的運動具有較好的快速性和穩(wěn)定性。
　　再次，針對識別目標的任務要求，設計了視覺子系統(tǒng)，包括圖像采集模塊和圖像處理

3、模塊。通過OV7620數(shù)字攝像頭獲取圖像，經過FIFO數(shù)據(jù)緩存器，完成圖像數(shù)據(jù)的采集。圖像處理由DSP完成，其中整個過程的時序邏輯控制都由CPLD芯片完成。圖像處理后得到的結果通過串口通信傳到運動控制子系統(tǒng)。
　　接下來，針對跟隨的實時性要求，對圖像處理軟件部分進行了設計，提出了一種快速有效的識別方案。以目標衣服色彩作為特征值，通過數(shù)據(jù)恢復、色彩空間轉換、特征匹配、中值濾波和目標位置提取等一系列運算，可以準確得到目標與機器人的相對