一種自動(dòng)跟隨移動(dòng)機(jī)器人的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)研究越來越深入，將視覺技術(shù)應(yīng)用在移動(dòng)機(jī)器人成為新的研究方向。自動(dòng)跟隨移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)該具有目標(biāo)識(shí)別和自主導(dǎo)航的功能，可以服務(wù)于特定的目標(biāo)對(duì)象，幫助人們完成任務(wù)。本文設(shè)計(jì)的移動(dòng)機(jī)器人通過單目視覺系統(tǒng)識(shí)別目標(biāo)，并通過運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)人物目標(biāo)自動(dòng)跟隨。
　　首先，對(duì)跟隨移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。其采用雙輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)，利用直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)指定方式的運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人的嵌入式系統(tǒng)采用兩級(jí)系統(tǒng)，即運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)和視覺子系統(tǒng)，并分析

2、了電機(jī)的選用和視覺核心的選型。
　　其次，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)以MC9S12XE256芯片為控制核心，采用LMD18200T實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)控制包括PWM調(diào)速、PID速度反饋和超聲波避障等模塊，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的自主運(yùn)行。軟件部分通過CodeWarrior軟件編寫運(yùn)動(dòng)控制程序，使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)具有較好的快速性和穩(wěn)定性。
　　再次，針對(duì)識(shí)別目標(biāo)的任務(wù)要求，設(shè)計(jì)了視覺子系統(tǒng)，包括圖像采集模塊和圖像處理

3、模塊。通過OV7620數(shù)字?jǐn)z像頭獲取圖像，經(jīng)過FIFO數(shù)據(jù)緩存器，完成圖像數(shù)據(jù)的采集。圖像處理由DSP完成，其中整個(gè)過程的時(shí)序邏輯控制都由CPLD芯片完成。圖像處理后得到的結(jié)果通過串口通信傳到運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)。
　　接下來，針對(duì)跟隨的實(shí)時(shí)性要求，對(duì)圖像處理軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出了一種快速有效的識(shí)別方案。以目標(biāo)衣服色彩作為特征值，通過數(shù)據(jù)恢復(fù)、色彩空間轉(zhuǎn)換、特征匹配、中值濾波和目標(biāo)位置提取等一系列運(yùn)算，可以準(zhǔn)確得到目標(biāo)與機(jī)器人的相對(duì)