基于視覺和超聲傳感器融合的移動機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、移動機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)是綜合的、復(fù)雜的、不斷發(fā)展的，是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能性的核心技術(shù)。它主要包括：環(huán)境信息獲取功能，環(huán)境信息理解以及實(shí)現(xiàn)自動導(dǎo)航的路徑規(guī)劃算法。因此移動機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)研究就是針對所處環(huán)境選擇相應(yīng)的傳感器，然后對傳感器所采集的信息特征進(jìn)行處理分析，最后建立相應(yīng)的路徑規(guī)劃控制算法。近年來，自主式移動機(jī)器人的視覺導(dǎo)航逐漸成為關(guān)注的熱點(diǎn)，圖像信息具有信息豐富、對場景描述全面的特點(diǎn)，是移動機(jī)器人感知環(huán)境的重要來源。因此本文的研究工作主要是

2、針對移動機(jī)器人在已知環(huán)境中的路標(biāo)識別算法和多傳感器信息融合導(dǎo)航理論這兩個方面的研究展開的。最后在機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺上設(shè)計(jì)并完成了移動機(jī)器人導(dǎo)航軟件。 本文首先對自主移動機(jī)器人的研究狀況、發(fā)展趨勢、移動機(jī)器人視覺系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀做了簡要的回顧。然后介紹各種傳感器的分類，如何選擇合適的傳感器來感知環(huán)境信息。在比較各種傳感器優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇超聲波傳感器和CMOS視覺傳感器組成機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)。 論文介紹了CMOS傳感器

3、的工作原理，數(shù)據(jù)處理方法，并對所獲得的路標(biāo)圖像的處理與識別進(jìn)行了深入探討，即在Hu不變矩基礎(chǔ)上分析了離散狀態(tài)下比例因子對不變矩的影響，提出了一種新改進(jìn)的不變矩來提取對象的特征，從而將路標(biāo)識別提升到所有交通標(biāo)志識別的高度。同時本文也介紹了超聲波傳感器的工作原理、使用方法和數(shù)據(jù)處理方法，并用超聲波傳感器對移動機(jī)器人前方、左側(cè)和右側(cè)的障礙物進(jìn)行探測；然后利用多傳感器信息融合技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法將視覺與超聲波傳感器的信息進(jìn)行融合，仿真結(jié)果表明此