基于機(jī)器視覺的機(jī)器人路徑規(guī)劃方法研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人是能夠自主運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置，在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中扮演重要角色。在移動(dòng)機(jī)器人研究中，全覆蓋路徑規(guī)劃是其重要課題之一。全覆蓋路徑規(guī)劃是在指定工作區(qū)域內(nèi)，機(jī)器人遍歷到所有可達(dá)區(qū)域。經(jīng)典全覆蓋路徑規(guī)劃算法普遍存在路徑較長、轉(zhuǎn)彎較多的問題，導(dǎo)致機(jī)器人覆蓋率較低，花費(fèi)時(shí)間多，功率消耗較高。
　　為解決上述問題，本文根據(jù)物體距離探測技術(shù)，采用來回往復(fù)式(Back and Forth)遍歷方法，提出邊緣檢測和機(jī)器人遍歷新方法，具有覆蓋率高、

2、重復(fù)覆蓋率低和時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。本文的主要工作如下：
　　(1)針對圖像邊緣檢測技術(shù)中存在檢測結(jié)果不連續(xù)問題，對經(jīng)典邊緣檢測算子進(jìn)行改進(jìn)，首先將彩色圖像轉(zhuǎn)換至HSI顏色空間，然后分別在H、S和I空間上進(jìn)行Canny邊緣檢測，并對H、S和I空間上的結(jié)果進(jìn)行疊加，獲得每個(gè)像素的估值；然后用高估值像素提升其周圍低估值像素，并對圖像中像素進(jìn)行重評估；最后，對圖像中每個(gè)像素進(jìn)行判別，具有最高估值像素為邊緣，其他像素為非邊緣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法

3、檢測的圖像邊緣，其連續(xù)性優(yōu)于經(jīng)典算子。
　　(2)在全覆蓋路徑規(guī)劃算法中，機(jī)器人需要先學(xué)習(xí)區(qū)域環(huán)境，再規(guī)劃路徑方案，導(dǎo)致覆蓋率低、重復(fù)率高和能耗高大。為此，本文定義機(jī)器人的兩種狀態(tài)：來回往復(fù)式遍歷狀態(tài)和導(dǎo)向下一目標(biāo)狀態(tài)。當(dāng)機(jī)器人遇到障礙物結(jié)束其來回往復(fù)式遍歷狀態(tài)后，用導(dǎo)向下一目標(biāo)狀態(tài)來引導(dǎo)機(jī)器人走向路徑最短的未訪問區(qū)；當(dāng)機(jī)器人抵達(dá)新目標(biāo)后，重新切換至來回往復(fù)式遍歷狀態(tài)。該方法可以邊學(xué)習(xí)區(qū)域環(huán)境邊進(jìn)行遍歷，從而可提高機(jī)器人的移動(dòng)效率