基于單目視覺的嵌入式自主避障系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、快速發(fā)展的計算機技術(shù)，已經(jīng)使計算機自主控制系統(tǒng)在工業(yè)、軍事、醫(yī)療等各種領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但傳統(tǒng)PC機體積大、攜帶不便、成本高，因此限制了很多方面的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)小型化、功耗低、性能高因而在智能家居、安防、服務(wù)等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。本文設(shè)計的是基于單目視覺的嵌入式自主避障移動平臺，其屬于視頻監(jiān)控平臺一部分，但其能依賴視覺感知環(huán)境，在行進中自主對所處作業(yè)空間及環(huán)境中的障礙物進行有效檢測，并對其距離進行確定，然后準確而迅速對障礙物進行躲

2、避。本文主要的研究和工作內(nèi)容如下：
　　1.分析了移動平臺的嵌入式硬件系統(tǒng)與系統(tǒng)資源分配，對ARM9架構(gòu)的啟動程序Bootloader以及Nandflash裸機驅(qū)動進行了設(shè)計，對嵌入式Linux進行了裁剪與移植，并對根文件進行制作，交叉編譯及移植Qt、OpenCV及圖像依賴庫，并搭建開發(fā)環(huán)境。最后，對移動平臺的電機驅(qū)動程序進行了設(shè)計。
　　2.完成了利用機器視覺進行檢測與定位障礙物的算法。先對采集的圖像完成從RGB到HSV空

3、間的轉(zhuǎn)換，并進行圖像的初步處理以及區(qū)域分塊，然后在H通道獲取不同分塊區(qū)域的顏色矩特征進行比較，快速檢測障礙物。然后，對檢測出有障礙物的圖像，利用幾何法建立移動平臺坐標和圖像坐標的關(guān)系，對障礙物進行實際距離的測量、定位以及移動平臺前進方向夾角的計算。
　　3.針對常用的避障策略問題，本設(shè)計的移動平臺根據(jù)實際所處環(huán)境對模糊控制器進行設(shè)計，建立相應(yīng)規(guī)則，利用測量得到的障礙物距離和移動平臺前進方向與障礙物的夾角輸入模糊控制器得到平臺需要轉(zhuǎn)