基于视觉导航的导览机器人控制系统研究

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基于视觉的机器人导航技术是近年来机器人研究领域的一个热点。视觉系统在导航研究中它起着环境探测和辨识的作用,加上视觉导航具有探测范围广、获取信息量大等优点,所以这种导航方式正越来越多地得到研究人员的重视,并且表现出很好的发展前景。本文旨在以导览机器人为研究对象,研究它的组成结构以及它的视觉导航控制,使机器人能够安全到达目的地并完成指定的工作任务,具体研究内容如下:1.随着机器人产业的发展,世界各国都在重视机器人技术的研究。为了研究导览机器人的导航定位以及目标识别方式,我们首先从导览机器人的发展状况开始进行简单的介绍,并对导览机器人的关键技术作了简要的分析,提出了本课题研究导览机器人的目的及意义。2.导览机器人本身是一个完整的机电系统,它是由运动系统、感知系统、通信系统以及控制系统等几个部分组成的,本文首先给出了导览机器人的组成结构,并分析了各个组成部分的功能,然后基于层次结构对机器人的系统进行了划分。3.分析了图像坐标和世界坐标之间的变换关系,实现机器人视觉系统的参数标定。根据数字图像处理等方面的知识,机器人视觉系统通过Logitech摄像头采集来的图像先进行预处理,然后利用Canny算子提取边缘,采用Hough变换完成机器人前方地面引导线的实时识别,获得标识线的坐标,并通过模板匹配方式,进行导览机器人人工地标的识别。我们是以博创UP-VoyagerⅡ作为移动平台来进行视觉导航的研究,实现了导览机器人在指定任务中的运动控制。4.为了使机器人系统具有容错性,保证系统信息的快速性和正确性,我们通过多传感器融合方法的比较,采用基于模糊神经网络的方式对机器人多传感器进行融合研究分析,并进行了仿真试验,取得了较好的效果。5.根据导览机器人在展览室或博物馆能胜任导览、展示教育以及避障等方面的需求,利用Visual C++6.0平台进行上位机软件设计,设计了人机交互界面,使得机器人能够安全顺利地完成指定的任务。
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