移動(dòng)機(jī)器人嵌入式平臺(tái)的障礙檢測(cè)與跟蹤研究及優(yōu)化實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著無(wú)人車(UGV)研究的逐漸深入，越來(lái)越多的智能移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品問世。各式移動(dòng)機(jī)器人在千差萬(wàn)別的環(huán)境中自動(dòng)行駛，滿足人們方方面面的需求。環(huán)境感知能力是移動(dòng)機(jī)器人研究的重要課題之一，行駛在結(jié)構(gòu)化或者非結(jié)構(gòu)化道路上的移動(dòng)機(jī)器人需要擁有障礙物檢測(cè)能力。同時(shí)，低成本、低功耗、小型化移動(dòng)機(jī)器人的需求逐漸增強(qiáng)。
　　本文基于上述的要求，從三個(gè)方面展開。首先，構(gòu)建基于嵌入式系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)。該平臺(tái)需要結(jié)合嵌入式系統(tǒng)和微小型移動(dòng)機(jī)器人的特點(diǎn)，

2、分析系統(tǒng)需求，完成設(shè)備選型任務(wù)。依據(jù)嵌入式微控制器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)并利用嵌入式Linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知系統(tǒng)，分別用于移動(dòng)機(jī)器人控制和數(shù)據(jù)融合的環(huán)境感知功能。然后，依據(jù)構(gòu)建的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，設(shè)計(jì)障礙物檢測(cè)算法。障礙物檢測(cè)主要分為正障礙檢測(cè)和負(fù)障礙檢測(cè)。由于負(fù)障礙的物理特性，很難被檢測(cè)，本文著重研究于此的同時(shí)完成正障礙的檢測(cè)。通過(guò)改變單線激光雷達(dá)安裝方式檢測(cè)負(fù)障礙，由于單線激光雷達(dá)覆蓋范圍有限，使用目標(biāo)跟蹤的方式持續(xù)捕獲障礙，取得

3、較好的試驗(yàn)結(jié)果。最后，由于使用的目標(biāo)跟蹤算法的計(jì)算量較大，對(duì)實(shí)時(shí)性帶來(lái)挑戰(zhàn)，本文提出了利用單線激光雷達(dá)對(duì)障礙進(jìn)行運(yùn)動(dòng)跟蹤，判斷障礙運(yùn)動(dòng)方向，提取障礙的邊緣和顏色特征判斷障礙物的大體位置。在計(jì)算邊緣和進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)時(shí)，需要使用i.MX6Q硬件平臺(tái)的GPU加速模塊，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，能夠有效加快算法執(zhí)行。最終完成了關(guān)于障礙檢測(cè)跟蹤優(yōu)化的工作。
　　在未來(lái)的移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展中，新的需求將會(huì)不斷產(chǎn)生。本文完成了移動(dòng)機(jī)器人的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了障礙