基于單目視覺的室內(nèi)移動機器人導(dǎo)航系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,機器人技術(shù)得到了突飛猛進的進步,在科學(xué)探測、救險救災(zāi)、軍事領(lǐng)域、工業(yè)制造等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,與此同時,人們生活水平也在不斷提高,機器人技術(shù)應(yīng)用在娛樂服務(wù)行業(yè)的例子也越來越多?；谝曈X的移動機器人導(dǎo)航技術(shù)是現(xiàn)代移動機器人導(dǎo)航的熱點,近年來一直被廣泛的應(yīng)用到機器人導(dǎo)航中,其中導(dǎo)航道路的檢測問題足視覺導(dǎo)航方式的關(guān)鍵,它直接影響著機器人運動的準確性。視覺導(dǎo)航方式依著其獲取信息量完整,智能化水平高等優(yōu)點,在未來的機器

2、人導(dǎo)航中一定會有廣闊的發(fā)展空間。人們從事的工作多種多樣,有的工作具有繁重性、重復(fù)性、有害健康甚至具有危險性等,所以需要一種設(shè)備去代替人們?nèi)氖逻@種工作,機器人具有可移動性,靈活性和自治能力,而且機器人不知疲倦,能適應(yīng)各種環(huán)境的變化,所以應(yīng)用越來越廣泛。本系統(tǒng)設(shè)計足針對服務(wù)行業(yè)的移動機器人展覽系統(tǒng),可應(yīng)用于展覽館、博物館等有展覽性質(zhì)的活動的場所,代替解說員進行重復(fù)性的展覽解說工作。本文研究了機器人導(dǎo)航線的獲取算法、展覽臺特征標識識別算法和

3、音頻讀取及播放算法。
　　 本文論述了機器人導(dǎo)航的研究背景、歷史意義,詳細論述了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對機器人導(dǎo)航方式進行了比較深刻的研究,指出了各種導(dǎo)航方式的適用條件,同時介紹了本課題的目的及意義。
　　 研究了在視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中常用的圖像處理知識及算法,根據(jù)本系統(tǒng)的特點和要求,選取了圖像的預(yù)處理算法、去噪算法、分割算法及顏色空間模型,本系統(tǒng)中處理的圖像都是24位彩色圖像,其中去噪算法選用中值濾波和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)結(jié)合的算法,比較了

4、各種分割算法并最終選用了最大類間方差法(OTSU方法)進行自動閾值分割和Sobel邊緣檢測。
　　 研究了機器人導(dǎo)航線的獲取算法,詳細分析了傳統(tǒng)Hough變換方法和最小二乘法的優(yōu)點和缺點,結(jié)合本文的導(dǎo)航道路環(huán)境,本文提出了一種基于邊緣的雙質(zhì)心法,該方法的中心思想就是根據(jù)分割出的導(dǎo)航道路的邊緣,計算出其中點,分別對上下半幅圖像的中點集合求質(zhì)心,根據(jù)得到的兩個質(zhì)心即可計算出導(dǎo)航直線。本方法簡單快速,算法實時性好。
　　 研究

5、了標志設(shè)計及識別的幾種方法,介紹了數(shù)字識別、射頻識別(RFID)和顏色識別方法,同時介紹了這幾種方法的優(yōu)缺點,并結(jié)合室內(nèi)的展覽環(huán)境,采用HIS顏色空間下的顏色識別方法進行展覽臺的識別,不僅滿足了展覽需求,而且識別比較簡單,算法容易實現(xiàn)。
　　 研究了音頻的幾種常用格式及音頻的播放方法,并分別介紹了幾種音頻的適用范圍和幾種播放音頻方法的優(yōu)缺點,結(jié)合本系統(tǒng)的特點和人們的習(xí)慣,最終選擇了MCI方法播放WAVE格式音頻文件。