基于雙目視覺智能輪椅導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代機器人技術(shù)的快速發(fā)展，機器人技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。智能輪椅作為一種服務(wù)機器人，它融合了移動機器人技術(shù)、計算機技術(shù)、仿生學(xué)、模式識別等領(lǐng)域的先進成果，其發(fā)展也受到人們越來越多的關(guān)注;同時，具有地圖記憶、自行行走避障，并能通過人機接口與用戶進行簡單交流的智能輪椅的出現(xiàn)使智能輪椅的功能出現(xiàn)了革命性的變革。智能輪椅雖然大量應(yīng)用了移動機器人技術(shù)，但其服務(wù)對象是人，因而安全性是其首要問題。能夠安全的自主或半自主導(dǎo)航并規(guī)劃出一條無碰撞

2、路徑是其主要任務(wù)，也是當(dāng)前有關(guān)智能輪椅研究的熱點問題。
　　 基于視覺的移動機器人導(dǎo)航是近年發(fā)展起來的一種先進導(dǎo)航技術(shù)。與其它的非視覺傳感器導(dǎo)航相比，它具有信息豐富、探測范圍寬、目標(biāo)信息完整等優(yōu)點。本文以智能輪椅為研究對象，在此平臺上分析了基于雙目視覺導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，其主要研究結(jié)果有：
　　 1.提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的攝像機標(biāo)定技術(shù)。攝像機標(biāo)定作為一個完整的視覺系統(tǒng)工作的前提條件，其精度直接影響后續(xù)工作的可靠性。本文先

3、綜合分析了傳統(tǒng)攝像機標(biāo)定方法，指出其在實際具體應(yīng)用中的局限性。之后結(jié)合現(xiàn)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的攝像機標(biāo)定技術(shù)。建立了三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以雙目視覺系統(tǒng)獲取的圖像作為輸入，并在MATLAB6.0試驗環(huán)境下編程驗證了算法的有效性，使其成為攝像機標(biāo)定的一種可選的有效方法。
　　 2.系統(tǒng)分析了圖像采集的軟硬件系統(tǒng)和圖像處理的整個流程。圖像是視覺系統(tǒng)工作的最原始的基本數(shù)據(jù)。恰當(dāng)合適的圖像處理算法能夠大量節(jié)省系統(tǒng)的工作時間

4、，并提高系統(tǒng)工作的魯棒性?；诖?，本文分析了圖像預(yù)處理、圖像分割、圖像的邊緣檢測與提取等領(lǐng)域的常用的算法，并對比討論了各種算法的適用范圍。這為后續(xù)的路徑規(guī)劃工作提供參考。
　　 3.提出了基于遺傳算法的智能輪椅路徑規(guī)劃算法。路徑規(guī)劃作為移動機器人領(lǐng)域里的經(jīng)典難題，其發(fā)展和研究一直受到人們的關(guān)注。路徑規(guī)劃的實質(zhì)是一個迭代優(yōu)化尋找最佳路徑的過程，而遺傳算法在迭代優(yōu)化方面具有很好的適用性。本文建立了簡單的環(huán)境模型，用來模擬智能輪椅的工