基于機(jī)器視覺的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航偏轉(zhuǎn)角研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)是機(jī)器人研究領(lǐng)域里的一個(gè)核心技術(shù)問題，是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化并且應(yīng)用于人類生活中的關(guān)鍵一步，隨著公共服務(wù)、倉(cāng)儲(chǔ)物流、探險(xiǎn)救援、醫(yī)療護(hù)理等行業(yè)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人對(duì)人類的生活質(zhì)量和社會(huì)的發(fā)展都有重要的意義。室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人作為服務(wù)型機(jī)器人的一種，需要在結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中定位和導(dǎo)航，目前孤立地使用導(dǎo)航技術(shù)，如電磁導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航等很難滿足復(fù)雜的使用環(huán)境，借助信息融合技術(shù)將不同傳感器獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，是目前經(jīng)常使用的

2、一種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。
　　本文提出了一種基于機(jī)器視覺確定室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航偏轉(zhuǎn)角的方法，并以輪椅式室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人作為應(yīng)用對(duì)象，深入研究了基于機(jī)器視覺的導(dǎo)航偏轉(zhuǎn)角的計(jì)算方法并研究其計(jì)算效率。本文得到廣東省高性能計(jì)算重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)TH1528）和廣東省佛山市科技計(jì)劃項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：FZ2010013）。完成的主要工作和結(jié)果如下：
　　首先，介紹了課題的研究背景與意義以及室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航偏轉(zhuǎn)角國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，

3、對(duì)室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的強(qiáng)勁社會(huì)需求進(jìn)行了說明，搭建了輪椅式室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建了基于機(jī)器視覺的導(dǎo)航偏轉(zhuǎn)角模型。
　　其次，為了從圖像中得到室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航偏轉(zhuǎn)角大小，設(shè)計(jì)了圖像處理框架，研究了圖像分割、圖像邊緣檢測(cè)、形態(tài)學(xué)細(xì)化等處理策略。
　　第三，分析了Hough變換檢測(cè)直線算法并提出了改進(jìn)，對(duì)改進(jìn)的算法效率進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，以Matlab為工具，對(duì)導(dǎo)航偏轉(zhuǎn)角圖像處理流程進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了理論的可行性。
　　第四

4、，在理論仿真的基礎(chǔ)上，在手機(jī)Android平臺(tái)上對(duì)采用機(jī)器視覺獲取室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航偏轉(zhuǎn)角方法進(jìn)行了代碼實(shí)現(xiàn)及測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　　（1）針對(duì)指北針原始圖像，采用Otsu自適應(yīng)閾值分割策略進(jìn)行處理，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠高效、準(zhǔn)確地分割出原始圖像中的紅色分量與藍(lán)色分量；
　　（2）采用改進(jìn)的Hough變換檢測(cè)算法，縮小了Hough變換檢測(cè)過程中的投票范圍及減少了算法的計(jì)算次數(shù)，將直線檢測(cè)效率提高近20倍；
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