地面移動機器人的視覺信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著機器人技術的發(fā)展，大量的機器人新技術與成果在各個領域得到應用與推廣的同時，許多行業(yè)對機器人技術提出了更多更高的要求。地面移動機器人系統(tǒng)作為機器人家族的重要成員，已逐漸成為機器人學科中研究與開發(fā)的熱點之一。地面移動機器人主要由車體結構、主控制器、視覺信息系統(tǒng)和搭載機械裝置構成。
　　 視覺信息系統(tǒng)作為地面移動機器人的核心組成部分，不僅僅是人眼的簡單延伸，更是機器人從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，最終實現(xiàn)人工智能

2、的重要基礎。因此，對于地面移動機器人的視覺信息系統(tǒng)的研究具有重要的理論意義。
　　 本文以實際工程項目為背景，設計研發(fā)了一款多用途地面移動機器人的視覺信息系統(tǒng)。該視覺信息系統(tǒng)配備有高清可見光攝像機和非制冷熱像儀，支持日夜兩用模式，還搭載有可對目標進行精確測距的激光測距機，可在不同環(huán)境下實現(xiàn)對機器人周邊場景的有效偵測，協(xié)助機器人進行場景分析和環(huán)境理解。
　　 本文的主要研究工作如下:
　　 1)針對機器人的應用需求

3、，對視覺信息系統(tǒng)進行總體的方案設計。分別基于幾款不同的核心處理器構建系統(tǒng)的總體方案，在進行細致的分析和對比之后，最終選擇以TMS320DM648為核心處理器，搭配LM3S5956協(xié)處理器的系統(tǒng)方案;
　　 2)在選定的設計方案基礎上，對系統(tǒng)的其他細節(jié)部分進行了完善，詳細論述了系統(tǒng)各模塊的工作原理設計，并簡述了系統(tǒng)PCB硬件設計原則;
　　 3)在完成的硬件基礎上，研究了機器人視覺信息系統(tǒng)的軟件設計。系統(tǒng)的軟件設計包括DS

4、P程序設計和Cortex-M3MCU程序設計。DSP程序設計包括初始化程序和圖像處理算法的DSP實現(xiàn)，其中DSP初始化程序設計包括EMIFA的初始化、視頻口的初始化和EDMA的配置，圖像處理算法包括對圖像的重采樣和裁剪。Cortex-M3MCU程序設計包括芯片初始化和中斷服務程序設計;
　　 4)在完成系統(tǒng)的軟硬件設計之后，將程序固化入視覺信息系統(tǒng)并對其進行了測試。結果表明，本課題研究的機器人視覺信息系統(tǒng)運行穩(wěn)定，實現(xiàn)了預期的設