基于視覺的“能源破解”演示系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、機(jī)器人在當(dāng)前生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越廣泛，正在替代人發(fā)揮著日益重要的作用，而利用視覺技術(shù)提高移動機(jī)器人的導(dǎo)航能力，能夠增強(qiáng)機(jī)器人的智能性。近年來機(jī)器人技術(shù)向著機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊化、可重構(gòu)化的方向發(fā)展，利用模塊化組件研究機(jī)器人技術(shù)成為機(jī)器人研究的一種新方法。
　　 基于視覺的“能源破解”演示系統(tǒng)將LEGO組件引入了機(jī)器人技術(shù)的研究中，為機(jī)器人技術(shù)的研究和展示提供了一個平臺。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，本文針對目標(biāo)檢測和跟蹤技術(shù)、路徑規(guī)劃等進(jìn)行了深入

2、研究和探討。
　　 本文在閱讀大量機(jī)器人技術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究設(shè)計了基于視覺的“破解能源”演示系統(tǒng)。使用LEGO組件設(shè)計了“能源破解”移動機(jī)器人的移動與任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；針對系統(tǒng)視覺導(dǎo)航中移動機(jī)器人的定位問題，提出了利用背景更新的基于背景差分法的目標(biāo)檢測方法，實現(xiàn)了基于IIR濾波背景更新目標(biāo)檢測；在研究了基于彩色直方圖的Camshift運動目標(biāo)跟蹤算法的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了對能源機(jī)器人的實時跟蹤，并將其實時的位置與方向提取出來，作為閉環(huán)控

3、制的基礎(chǔ)；以檢測到的質(zhì)心特征為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了移動機(jī)器人的自動跟蹤；在歸納比較了現(xiàn)有的路徑規(guī)劃方法后，通過基于柵格法的A*搜索算法實現(xiàn)了對路徑的搜索，通過實驗比較選取了一個最優(yōu)的啟發(fā)函數(shù)，并通過仿真實驗驗證了該算法的有效性，實現(xiàn)了系統(tǒng)中移動機(jī)器人的路徑規(guī)劃；本文根據(jù)系統(tǒng)實際需要通過藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)了上位機(jī)與NXT控制器之間通訊，并將規(guī)劃好的路徑信息發(fā)送到下位機(jī)，使移動機(jī)器人按照規(guī)定的指令移動、執(zhí)行任務(wù)，并根據(jù)視覺系統(tǒng)中獲得的移動機(jī)器人實