移动机器人视觉伺服控制系统研究.pdf

论文题目移动机器人视觉伺服控制系统的研究

学科专业机械电子工程
指导教师黄大贵教授
作者姓名徐晨
学号 200720801024
分类号密级

注1
UDC
学位论文
移动机器人视觉伺服控制系统的研究
(题名和副题名)

徐晨
(作者姓名)

指导教师姓名黄大贵教授
电子科技大学成都
(职务、职称、学位、单位名称及地址)
申请专业学位级别硕士专业名称机械电子工程
论文提交日期 论文答辩日期
学位授予单位和日期电子科技大学

答辩委员会主席

评阅人
2010 年月日
注1:注明《国际十进分类法 UDC》的类号。
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工
作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地
方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含
为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明
确的说明并表示谢意。

签名: 日期: 年月日


关于论文使用授权的说明
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文
的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁
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的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或
扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
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签名: 导师签名:
日期: 年月日
摘要
摘要
随着最近几年图像处理技术以及计算机处理能力的发展,基于视觉的移动机
器人技术得到的飞速的发展。通过对视觉图像进行分割、识别,完成移动机器人
系统对于目标的识别和追踪等功能。
本文设计了一种在无人工厂中完成自动物料运输的移动机器人。它采用机器
视觉作为感知外围环境的传感器,基于模糊智能算法完成对于车体的姿态控制,
能够在工厂中按照预先设定的轨道运行。
通过本课题的研究,得到了以下的结果与结论:
1. 基于 ATOM 处理器的工控机与 ARM7 运动控制器,设计了具有丰富计算
能力、易开发、功耗低等优点的移动机器人视觉控制平台。
2. 通过分析道路标志的特征,设计了一种基于平行线特征的道路标志提取算
法,并基于几何不变矩的方法验证目标选择的正确性。
3. 尝试自适应阈值分割、区域生长算法、彩色区域分割和分水岭分割算法来
处理文中的环境特征,利用最终测量精度(UMA)的分割效果评估准则对分割结果
进行评价。
4. 基于模板匹配的方法,实现了连续图像序列的目标追踪技术。并且使用图
像金字塔对此算法进行优化,降低了计算复杂度、缩短了处理的时间。
5. 基于图像中的兴趣点的提取,使用了模板匹配的算法计算它们在立体视觉
中系统中的三维坐标。通过将兴趣点进行聚类处理,获得图像中的障碍物信息。
6. 分析了双轮差速机构的动力学模型。根据视觉处理结果难以建立具体的模
型的等特点,基于模糊控制算法,采用点追踪的移动机器人控制策略完成系统的
控制功能。针对此算法使用 MATLAB 进行仿真,验证该算法应用于移动机器人视
觉控制系统的可行性。


关键字:移动机器人,视觉伺服控制,道路标志识别,目标追踪,障碍物检测
I
ABSTRACT
ABSTRACT
With the development of image processing technology puter processing
ability in recent years, vision-based mobile robot technology is rapid development. Use
image segmentation and recognition, complete target identification and tracking
function for mobile robot system.
In this paper, we designed an automatic material transport mobile robot, which is
used in unmanned factory. It used machine vision sensors for sensing the external
environment, completed vehic