核環(huán)境下遙操作機(jī)器人嵌入式視覺系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、核環(huán)境下遙控操作機(jī)器人是由人控制其工作的機(jī)器裝置。它可以獲取核環(huán)境下人類不能到達(dá)的區(qū)域的環(huán)境信息，并代替人手來完成一些危險(xiǎn)的工作，以避免危險(xiǎn)環(huán)境對(duì)人體帶來傷害。視覺系統(tǒng)是遙控操作機(jī)器人最主要的傳感器之一，但是傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)往往存在視野范圍小和不耐輻照等缺點(diǎn)，通常不能滿足機(jī)器人在核環(huán)境下高效、穩(wěn)定工作的要求。本論文研究了一種嵌入式全景視覺系統(tǒng)，使用常規(guī)攝像機(jī)和全景反射鏡組成，能夠一次性對(duì)機(jī)器人周圍360度的環(huán)境信息成像，從而為機(jī)器人的遙控

2、操作工作奠定良好的基礎(chǔ)。
　　本文主要研究了核環(huán)境下機(jī)器人嵌入式視覺系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和相關(guān)算法在嵌入式系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)相關(guān)算法做了對(duì)比驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。硬件方面，本文主要研究全景視覺系統(tǒng)的成像原理及其抗核加固方法。介紹了核環(huán)境下嵌入式視覺系統(tǒng)關(guān)鍵器件的耐輻照選型方案。比較了三種不同的全景圖像展開算法，并確定使用FPGA加高速外部緩存的結(jié)構(gòu)，在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了高清晰全景圖像的快速展開。在此基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)的驗(yàn)證并設(shè)計(jì)了CMOS圖像傳感器成

3、像過程中一些必要算法的硬件結(jié)構(gòu)，給整個(gè)視覺系統(tǒng)提供了盡可能高的圖像質(zhì)量。并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高速的JPEG壓縮和一個(gè)以太網(wǎng)的IP核設(shè)計(jì)。
　　軟件方面，首先介紹了全景圖像的展開算法，實(shí)現(xiàn)了基于嵌入式系統(tǒng)的全景圖像快速展開方法。研究了CMOS圖像傳感器成像過程中的一些必須的算法，如自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)聚焦、圖像插值算法等并在FPGA上實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)可以獲得清晰、高質(zhì)量的核環(huán)境圖像，為后緒工作奠定了良好的基礎(chǔ)。文章還對(duì)JPEG算法的結(jié)構(gòu)做