雙足人形機(jī)器人的視覺系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著機(jī)器人視覺技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。隨著人們對機(jī)器人視覺的要求越來越高，圖像質(zhì)量日漸清晰，隨之而來的是機(jī)器人需要處理的數(shù)據(jù)計算量越來越大。為了減少數(shù)據(jù)處理量，本文以雙足機(jī)器人為實驗平臺，對一款低數(shù)據(jù)量處理的基于單片機(jī)的視覺模塊進(jìn)行了二次開發(fā)，通過顏色特征來對物體進(jìn)行識別，避免了復(fù)雜的模板匹配等形狀識別算法帶來的對系統(tǒng)資源耗費高的問題。本文的研究成果主要包括以下幾個方面：
　　首先選用基于CMUcam2視覺模塊和

2、Atmega128單片機(jī)的控制器搭建機(jī)器人視覺硬件平臺。通過對各種顏色空間的對比選用在YCbCr顏色空間下建立目標(biāo)物體的顏色模型。然后在顏色建模中完全模擬機(jī)器人能夠看到的真實場景以及復(fù)雜背景和小范圍光照變化下的場景進(jìn)行實驗。為了提取目標(biāo)來獲得它的顏色范圍，先用背景圖像差分的方法從復(fù)雜背景中提取目標(biāo)物體，再設(shè)計了基于求取差分結(jié)果圖像有效點中心位置的方法解決了對噪點和噪點塊的完全去除問題以及機(jī)器人在線建模時對于變化的差分閾值的魯棒性問題，選

3、取的利用邊緣檢測獲得目標(biāo)物體的封閉的邊緣曲線得到蒙版圖像來實現(xiàn)對目標(biāo)的提取，最終利用灰度直方圖分別獲得目標(biāo)物體在每個顏色通道下的色彩灰度范圍，并且通過介紹介紹了顏色建模的程序設(shè)計以及實驗結(jié)果說明了此方法的有效性。接著利用顏色模型在實際場地下進(jìn)行目標(biāo)搜索，實現(xiàn)攝像機(jī)鏡頭光軸定位目標(biāo)物體中心，通過攝像機(jī)俯仰角和水平角的幾何關(guān)系完成距離測量。為了實現(xiàn)實時測量，對攝像機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定，獲得鏡頭焦距以及CCD中心坐標(biāo)。對CCD的像素坐標(biāo)，圖像坐標(biāo)，以