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移动机器人是机器人学中的一个重要分支。早在60年代,就已经开始了关于移动机器人的研究。随着移动机器人技术的发展,机器人的应用已经越来越广泛。在移动机器人的发展历程中,人们首先是以室内环境,如办公室、超级市场、家庭居室等等为背景,开始了移动机器人的探索性研究。导航系统是移动机器人中不可缺少的重要部分。
本文研究的是基于路标的室内移动机器人视觉导航技术,移动机器人是在导航过程中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题。解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。本文利用在路面上设置色条带作为路标来标识室内移动机器人的行驶路径,利用条带的不同形状或不同个数来控制室内移动机器人前进、后退、加速、减速、转弯和停车,本文对地面上预先铺设的彩色条带状路标图像信息进行快速提取研究,根据室内移动机器人的工作特点提出一种简单、快速、有效的路标提取方法以提高视觉导航路标提取的实时性和鲁棒性。
本文首先对移动机器人技术、移动机器人视觉系统的研究概况进行了综述,并阐述了论文的选题背景和主要工作。
其次,设计了基于计算机视觉的机器人系统,对该系统的总体任务进行了说明。在此基础上讨论了机器人视觉的主要任务,以及机器人视觉的软、硬件组成。
第三,对机器人视觉导航中用到的图像采集、图像预处理、图像分割这三个方面的图像处理技术做了一定的对比分析和研究,为提出适合于本文的图像分析算法提供了理论基础。
第四,针对室内移动机器人的工作特点提出的一种简单、快速、有效的路标识别方法--颜色分量近似的滤波方法做了详细的研究。
最后,本文对所取得的研究成果进行了总结,并指出了需要继续开展的研究。