移動(dòng)機(jī)器人視野污物定位與清潔規(guī)劃研究.pdf

1、由于惡劣的工作環(huán)境，機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)非常容易遭受污染，影響正常工作。因此，亟需有關(guān)視覺(jué)系統(tǒng)清潔的解決方案。本課題設(shè)計(jì)了用于移動(dòng)機(jī)器人視野自動(dòng)清理的視覺(jué)反饋系統(tǒng)。
　　首先，根據(jù)任務(wù)要求搭建基于嵌入式系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，配合個(gè)人計(jì)算機(jī)為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供支持。整個(gè)平臺(tái)硬件部分需要完成的工作包括攝像頭、嵌入式系統(tǒng)載體和控制器的選定等；軟件部分需要完成的工作包括嵌入式系統(tǒng)的建立、視頻流傳輸以及無(wú)線通信等功能的實(shí)現(xiàn)。
　　其次，提出復(fù)

2、雜環(huán)境下，移動(dòng)機(jī)器人視野中污染物的延時(shí)自動(dòng)提取算法，包括采用累積幀差法分離污染物與背景，并通過(guò)分析累積幀差圖像的灰度直方圖升降趨勢(shì)判斷是否存在污染物，采用 Otsu法自適應(yīng)閾值分割目標(biāo)污染，實(shí)現(xiàn)污染物的自動(dòng)提取。對(duì)目標(biāo)污染物區(qū)域進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作，去除噪點(diǎn)填充孔洞。分析污染物連通性，通過(guò)提取污染物外輪廓的方法將污染區(qū)域變?yōu)閱芜B通區(qū)域，并求取單連通區(qū)域的三種外界多邊形作為參考待清潔區(qū)域。通過(guò)剪影矩計(jì)算待清潔區(qū)域的面積和形心。
　　第

3、三，分析污染物清潔路徑優(yōu)化問(wèn)題，以清潔路線總長(zhǎng)度作為標(biāo)準(zhǔn)，比較各種外接多邊形的清潔效率。清潔路線總長(zhǎng)度可分為實(shí)際清潔路線長(zhǎng)度和空行程長(zhǎng)度兩部分。根據(jù)外接多邊形面積計(jì)算實(shí)際清潔路線長(zhǎng)度。空行程長(zhǎng)度優(yōu)化屬于旅行商問(wèn)題，針對(duì)不同外接多邊形設(shè)計(jì)清潔路徑，并采用基于最近鄰點(diǎn)的粒子群算法優(yōu)化空行程長(zhǎng)度。采用張氏標(biāo)定法獲取攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)，通過(guò)坐標(biāo)變換列出有關(guān)污染物三維坐標(biāo)的方程組。在 VC環(huán)境下調(diào)用 Matlab計(jì)算引擎求解方程組，對(duì)污染物進(jìn)行定位并建