智能服務(wù)機(jī)器人的模塊化視覺(jué)平臺(tái)研究.pdf

1、本文根據(jù)863重點(diǎn)項(xiàng)目“機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”，提出智能服務(wù)機(jī)器人的模塊化視覺(jué)平臺(tái)設(shè)計(jì)研究。視覺(jué)是智能服務(wù)機(jī)器人的重要的環(huán)境感知方式。模塊化設(shè)計(jì)是智能服務(wù)機(jī)器人自主創(chuàng)新核心技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路；視覺(jué)平臺(tái)的模塊化可以減輕機(jī)器人上位機(jī)的處理任務(wù)；模塊化結(jié)構(gòu)可重復(fù)配置性高、通用性好、研發(fā)成本低。
　　本文對(duì)模塊化的視覺(jué)平臺(tái)的核心單元圖像采集處理系統(tǒng)板進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。系統(tǒng)總體上由硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和基于FPGA的圖像處理算法組成。

2、
　　硬件設(shè)計(jì)方面，在以Cyclone II系列FPGA芯片EP2C20作為中央處理器的外圍，配置了視頻解碼芯片、SRAM存儲(chǔ)器、FIFO存儲(chǔ)器和CAN總線控制器。標(biāo)準(zhǔn)CAN總線通訊接口，方便視覺(jué)平臺(tái)與機(jī)器人其他模塊的通訊及系統(tǒng)擴(kuò)展，從而達(dá)到模塊化設(shè)計(jì)要求。
　　軟件方面，用Verilog語(yǔ)言編寫FPGA驅(qū)動(dòng)外圍芯片工作的程序。包括：I2C總線初始化SAA7113H程序、圖像采集控制程序和模擬SPI總線控制CAN控制器MCP

3、2515的程序，從而實(shí)現(xiàn)芯片相應(yīng)功能。
　　最后，根據(jù)視覺(jué)系統(tǒng)獲取目標(biāo)物體的深度值提取過(guò)程，通過(guò)對(duì)相關(guān)圖像處理算法的研究，以及FPGA并行處理和流水線的技術(shù)，設(shè)計(jì)圖像邊緣檢測(cè)、特征點(diǎn)提取、特征點(diǎn)匹配算法的FPGA實(shí)現(xiàn)。
　　系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了圖像采集處理板能夠正確的采集圖像，提取的目標(biāo)物體的深度值誤差在服務(wù)機(jī)器人允許范圍內(nèi)，本文的圖像采集處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)定功能，為智能服務(wù)機(jī)器人視覺(jué)平臺(tái)模塊化深入研究奠定基礎(chǔ)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。