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《移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與視覺(jué)導(dǎo)航控制研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要摘要隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。人們希望機(jī)器人不僅能夠在生產(chǎn)車間環(huán)境下完成大規(guī)模的裝配任務(wù)，而且還能在室內(nèi)、外環(huán)境下完成復(fù)雜的任務(wù)。上述任務(wù)的完成需要一個(gè)具有良好的可靠性和開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。因此，開(kāi)發(fā)研制以工業(yè)領(lǐng)域、服務(wù)業(yè)領(lǐng)域?yàn)閼?yīng)用背景的，且易于用戶二次開(kāi)發(fā)的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)具有很好的市場(chǎng)潛力和研究意義。本文針對(duì)室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的設(shè)計(jì)及其導(dǎo)航與定位問(wèn)題開(kāi)展研究工作。第一，本文對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，綜述了移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航與定位技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容及發(fā)展方向，并對(duì)本文的選題背景、主要組成結(jié)構(gòu)做了介紹。第二，本文提出并設(shè)計(jì)了移
2、動(dòng)機(jī)器人CASIA_I的機(jī)械結(jié)構(gòu)、移動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)研制了移動(dòng)機(jī)器人CASIA．I。該移動(dòng)平臺(tái)綜合了傳統(tǒng)的三輪、四輪、六輪和全方位移動(dòng)平臺(tái)的優(yōu)、缺點(diǎn)，機(jī)械結(jié)構(gòu)上采用正16棱柱外形；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用差分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：兩驅(qū)動(dòng)輪和兩具有懸掛系統(tǒng)的平衡輪正交布置于底盤(pán)的直徑上；傳感系統(tǒng)包括一組光學(xué)軸編碼器構(gòu)成的內(nèi)部信息傳感器和一組超聲傳感環(huán)、兩組紅外傳感環(huán)及一個(gè)主動(dòng)視覺(jué)系統(tǒng)等外部信息傳感器。第三，針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航工作環(huán)境為非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，無(wú)法事先得到環(huán)境的精確信息，需通過(guò)傳感器獲取并不斷地更新環(huán)境信息，以實(shí)時(shí)地規(guī)劃其運(yùn)動(dòng)，本文提出了一種基于行為的輪式移動(dòng)機(jī)器人CASIA—I
3、導(dǎo)航方法。該方法中的機(jī)器人導(dǎo)航控制結(jié)構(gòu)采用由各行為模塊構(gòu)成的包容式結(jié)構(gòu)。各行為模塊可根據(jù)傳感器輸入，并結(jié)合高層行為抑制低層行為，決定其行為輸出。第四，本文提出并設(shè)計(jì)了基于DSP和嵌入式PCI04+系統(tǒng)為圖像處理單元的移動(dòng)機(jī)器人CASIA．I主動(dòng)視覺(jué)傳感系統(tǒng)，并針對(duì)浚視覺(jué)系統(tǒng)提出了一種基于多項(xiàng)式擬合的攝像機(jī)標(biāo)定方法。第五，本文提出一種基于門(mén)牌路標(biāo)的移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航與定位方法及目標(biāo)搜索策略。該方法通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)消失點(diǎn)的視覺(jué)伺服實(shí)現(xiàn)機(jī)器人平行于走廊兩側(cè)的墻壁行進(jìn)，并通過(guò)對(duì)門(mén)、門(mén)牌的定位與識(shí)別、傾斜校正、門(mén)牌號(hào)碼分割與識(shí)別等一系列圖像處理算法，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人CASIA—I在走
4、廊環(huán)境下的導(dǎo)航與定位。最后，本文對(duì)所取得的研究成果進(jìn)行了總結(jié)，并指出需繼續(xù)開(kāi)展的工作。關(guān)鍵詞：移動(dòng)機(jī)器人，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，視覺(jué)系統(tǒng)，導(dǎo)航與定位墼塾墊叁叁耋簍塞墼耋堡墓塞壑基童!至塞AbstractWiththedevelopmentofroboticstechnology，theapplicationofroboticshasbeenextendedmoreandmorewidely．Therobotisrequirednotonlytocompletesomelarge—scaleassemblagetasksinworks,butalsotoachievecomple
5、xmissionsinindoorandoutdoorenvironment．Toaccomplishthosemissionsmentionedabove，anexpefimenmlmobileplatform、蛾氌goodstabiliD"andopennessisneeded．Therefore。todevelopamobilerobot，whichisusedinindustryareaorserviceareaandpronetoredevelopedbyusers，shouldhaveverygoodmarketpotentialandresearchv
6、alue．Thisthesisfocusesonthedesignofanindoormobilerobotplatform，navigationandlocalizationproblemsforindoormobilerobots．Firstly，thelocomotionframeworkandcontrolarchitectureofmobilerobotsareanalyzed．Themainresearchcontentsanddevelopmentdirectionsofnavigationandlocalizationformobilerobotsa
7、resummarized．Thebackgroundandstructureofthisthesisarealsointroduced．Secondly，thispaperproposesanddesignsthelocomotionframework，sensingsystemandcontrolsystemfor堍emobilerobotCASIA—Ianddevelopstherobot。Themobileplatformintegratesthemeritsandshortcomingsofthetraditionalthree-wheelplatfor
