地面移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，大量的機(jī)器人新技術(shù)與成果在各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用與推廣的同時(shí)，許多行業(yè)對(duì)機(jī)器人技術(shù)提出了更多更高的要求。地面移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)作為機(jī)器人家族的重要成員，已逐漸成為機(jī)器人學(xué)科中研究與開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一。地面移動(dòng)機(jī)器人主要由車體結(jié)構(gòu)、主控制器、視覺(jué)信息系統(tǒng)和搭載機(jī)械裝置構(gòu)成。
　　 視覺(jué)信息系統(tǒng)作為地面移動(dòng)機(jī)器人的核心組成部分，不僅僅是人眼的簡(jiǎn)單延伸，更是機(jī)器人從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終實(shí)現(xiàn)人工智能

2、的重要基礎(chǔ)。因此，對(duì)于地面移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)信息系統(tǒng)的研究具有重要的理論意義。
　　 本文以實(shí)際工程項(xiàng)目為背景，設(shè)計(jì)研發(fā)了一款多用途地面移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)信息系統(tǒng)。該視覺(jué)信息系統(tǒng)配備有高清可見(jiàn)光攝像機(jī)和非制冷熱像儀，支持日夜兩用模式，還搭載有可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確測(cè)距的激光測(cè)距機(jī)，可在不同環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人周邊場(chǎng)景的有效偵測(cè)，協(xié)助機(jī)器人進(jìn)行場(chǎng)景分析和環(huán)境理解。
　　 本文的主要研究工作如下:
　　 1)針對(duì)機(jī)器人的應(yīng)用需求

3、，對(duì)視覺(jué)信息系統(tǒng)進(jìn)行總體的方案設(shè)計(jì)。分別基于幾款不同的核心處理器構(gòu)建系統(tǒng)的總體方案，在進(jìn)行細(xì)致的分析和對(duì)比之后，最終選擇以TMS320DM648為核心處理器，搭配LM3S5956協(xié)處理器的系統(tǒng)方案;
　　 2)在選定的設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的其他細(xì)節(jié)部分進(jìn)行了完善，詳細(xì)論述了系統(tǒng)各模塊的工作原理設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)述了系統(tǒng)PCB硬件設(shè)計(jì)原則;
　　 3)在完成的硬件基礎(chǔ)上，研究了機(jī)器人視覺(jué)信息系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括DS

4、P程序設(shè)計(jì)和Cortex-M3MCU程序設(shè)計(jì)。DSP程序設(shè)計(jì)包括初始化程序和圖像處理算法的DSP實(shí)現(xiàn)，其中DSP初始化程序設(shè)計(jì)包括EMIFA的初始化、視頻口的初始化和EDMA的配置，圖像處理算法包括對(duì)圖像的重采樣和裁剪。Cortex-M3MCU程序設(shè)計(jì)包括芯片初始化和中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì);
　　 4)在完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)之后，將程序固化入視覺(jué)信息系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，本課題研究的機(jī)器人視覺(jué)信息系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)