智能可重構(gòu)移動(dòng)機(jī)器人視覺系統(tǒng)研究.pdf

1、摘要人類智能系統(tǒng)對(duì)面向缺乏先驗(yàn)知識(shí)的未知環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航研究具有重要的借鑒意義。對(duì)人類而言視覺信息是最重要的環(huán)境信息來(lái)源，對(duì)機(jī)器人而言自然不能忽略這一領(lǐng)域的研究。人類視覺系統(tǒng)的復(fù)雜性和人類對(duì)自身了解的局限性，使得機(jī)器視覺系統(tǒng)仍面臨很大困難。人類的視覺認(rèn)知系統(tǒng)是一個(gè)完整的功能系統(tǒng)，是一種將視覺信息獲取、認(rèn)知、知識(shí)推理、信息融合、學(xué)習(xí)等方面有機(jī)結(jié)合整體，目前通常采用的習(xí)慣出發(fā)點(diǎn)卻與之根本不同，所研制與開發(fā)的對(duì)象都是獨(dú)立運(yùn)行的功能子系統(tǒng)

2、。這些研究各自都取得了一定的成就，但是，對(duì)系統(tǒng)整體框架的研究卻缺乏足夠的重視。為此本論文提出了一個(gè)智能可重構(gòu)的視覺系統(tǒng)框架，并針對(duì)該框架從硬軟件兩個(gè)層次上的實(shí)現(xiàn)展開相應(yīng)的研究。論文針對(duì)未知環(huán)境中導(dǎo)航對(duì)定位、避障以及認(rèn)知環(huán)境的多重需要，考慮到計(jì)算機(jī)處理視覺信息能力的現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)由三個(gè)攝像機(jī)構(gòu)成，基于多種成像方式的移動(dòng)機(jī)器人視覺傳感系統(tǒng)硬件平臺(tái)，并詳細(xì)分析了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及具體硬件的選取和性能構(gòu)造。本系統(tǒng)平臺(tái)能有效滿足面向測(cè)距避障和識(shí)別

3、某些二維信息以及認(rèn)知真實(shí)自然的三維環(huán)境獲取重建三維信息的需要，多重成像方式的有機(jī)結(jié)合可更及時(shí)地獲得更準(zhǔn)確更可靠的必要信息。軟件層次是實(shí)現(xiàn)智能可重構(gòu)的重要關(guān)鍵部分。本論文針對(duì)未知環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境視覺功能需求，提出一個(gè)基于艾真體技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人視覺軟件系統(tǒng)的框架模型。該軟件系統(tǒng)框架充分考慮了移動(dòng)機(jī)器人視覺的需求，結(jié)合Marr的視覺計(jì)算理論以及主動(dòng)一定性視覺理論，以艾真體為基本軟件模塊，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)開放、智能、可重構(gòu)的軟件體系。論文給出了一

4、個(gè)基于單目視覺模糊追蹤顏色目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)用基于艾真體技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人視覺軟件系統(tǒng)的框架模型，實(shí)現(xiàn)了如下功能:在獲取的視頻信息中檢測(cè)出已知標(biāo)志顏色，并判斷該標(biāo)志在現(xiàn)機(jī)器人位置的左或右，提供機(jī)器人行動(dòng)信息。實(shí)驗(yàn)表明上述軟件系統(tǒng)框架的有效性和可行性。既體現(xiàn)了本論文的總體思路也具有一定的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞機(jī)器人視覺，多重成像方式，艾真體，顏色追蹤原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。論文主

5、要是自己的研究所得，除了己注明的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得中南大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我共同工作的同志對(duì)本研究所作的貢獻(xiàn)，已在論文的致謝語(yǔ)中作了說(shuō)明。作者簽名:肛東日期:2萬(wàn)呼年蘭上月z9日關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)說(shuō)明本人了解中南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即:學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其他手段保存學(xué)位