室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境感知實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文基于課題組有關(guān)環(huán)境感知的研究項(xiàng)目，將機(jī)器視覺與機(jī)器人控制相結(jié)合，設(shè)計(jì)了以視覺傳感器為主，聲納傳感器為輔的用于環(huán)境感知技術(shù)研究和驗(yàn)證的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、視覺定位與導(dǎo)航、環(huán)境感知與理解、語音識(shí)別與合成等方面的研究和綜合提供了實(shí)驗(yàn)支持。 通過對(duì)實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)際條件的分析，設(shè)計(jì)了完整的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。其中硬件設(shè)計(jì)采用以筆記本電腦為上位機(jī)的控制方式，利用其多接口和強(qiáng)大處理能力增加了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性及系統(tǒng)的高效性，軟

2、件上采用人機(jī)交互界面及多線程技術(shù)使程序操作簡(jiǎn)單、方便維護(hù)并且易于功能擴(kuò)展。 以基于行為的程序設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，通過設(shè)計(jì)一系列低耦合的基本行為，將其相互組合，根據(jù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)度從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的多種運(yùn)動(dòng)功能。利用AIRA函數(shù)庫，實(shí)現(xiàn)了常用的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模式（手動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，漫游運(yùn)動(dòng)等），根據(jù)對(duì)AIRA的庫函數(shù)構(gòu)建方式的分析和實(shí)踐，總結(jié)了其標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的建立方法，并添加了沿墻行為的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)。該沿墻行為改進(jìn)了傳

3、統(tǒng)的基于斜率計(jì)算的沿墻運(yùn)動(dòng)模式，采用基于行為的編程技術(shù)，使其更適合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的遍歷。 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于CCD攝像機(jī)的圖像采集模塊，根據(jù)動(dòng)態(tài)采集處理及實(shí)時(shí)性的要求，對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行配置。使用SCOR-14SOC攝像機(jī)提供的開發(fā)工具FlyCapture SDK，編寫了針對(duì)SCOR-14SOC攝像機(jī)的圖像采集程序，為圖像處理模塊提供原始圖像信息。 使用VisionPro圖像處理軟件對(duì)圖像處理模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用其PatMax定位算