移动机器人视觉定位与避障系统研究

发布时间：2018-05-01 03:16

  本文选题：移动机器人 + 双目视觉定位　； 参考：《西南石油大学》2016年硕士论文

【摘要】：随着科学技术的迅速发展,高智能性、高灵活性、高效率的移动机器人变得越来越重要,越来越多的领域需要移动机器人参与,因此研究具有自主性的移动机器人具有十分重要的意义。本文针对现阶段自主移动机器入普遍存在的实时性较差、定位和避障能力较弱等问题,结合当前机器视觉作为移动机器人自主导航的研究热点,对基于双目视觉的移动机器人定位与避障系统进行研究。首先,对比分析了移动机器人的典型视觉系统,选择双目视觉系统为研究对象,对双目视觉定位的相关理论进行介绍,重点研究了障碍物检测的图像处理算法。根据双目视觉系统的特点,提出了障碍物检测的图像处理算法流程。在该图像处理算法流程中,根据系统对匹配算法的实时性以及匹配效果的要求,采用了局部立体匹配算法,对基于不同匹配代价的局部立体匹配算法的匹配效果进行实验对比分析,再根据图像局部立体匹配获得的障碍物深度信息,提出了利用图像阀值化思想,将障碍物深度信息转化为二值图,实现障碍物与背景的分离,然后通过轮廓查找技术实现障碍物的识别,最后根据获得的障碍物三维信息设置障碍物定位坐标。其次,在移动机器人的避障方面,首先对移动机器人进行运动学分析,然后提出将直线运动和圆弧运动作为移动机器人的避障策略,再对这两种避障策略所需满足的条件进行了分析,最后对避障策略进行算法流程设计。最后,结合移动机器人视觉定位与避障系统对计算能力以及实时性要求较高的特点,采用上位机与下位机相结合的模式搭建系统硬件平台。基于模块化设计方法,上位机软件设计采用Visual studio 2013、Opencv视觉库以及DirectShow流媒体开发包对图像处理算法和避障算法的各模块进行了程序编写,下位机软件设计采用KEIL MDK对主控制器和电机驱动器的各模块进行了程序编写,完成了整个系统的软件设计,最后通过实验验证了该系统的可行性。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology , high intelligence , high flexibility and high efficiency , mobile robot has become more and more important , and more and more fields need mobile robot to participate .

【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TP242

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汤一平;姜荣剑;林璐璐;;基于主动式全景视觉的移动机器人障碍物检测[J];计算机科学;2015年03期

2 陈善本;吕娜;;焊接智能化与智能化焊接机器人技术研究进展[J];电焊机;2013年05期

3 王文发;;基于几何映射关系的数码相机定位模型的研究[J];计算机与数字工程;2012年03期

4 郝双晖;赵亚南;郝明晖;;位标器框架平台用单磁极磁电编码器设计[J];机械设计与制造;2012年03期

5 张铖伟;王彪;徐贵力;;摄像机标定方法研究[J];计算机技术与发展;2010年11期

6 李洪海;;一种改进的快速立体匹配方法[J];自动化与仪器仪表;2010年04期

7 蒋星红;李正明;;基于DSP的机器人视觉伺服系统研究[J];微计算机信息;2007年14期

8 徐国保;尹怡欣;周美娟;;智能移动机器人技术现状及展望[J];机器人技术与应用;2007年02期

9 王小芳;闫光荣;雷毅;;基于样件数字图像的工件三维重建框架[J];组合机床与自动化加工技术;2007年03期

10 黎志刚;段锁林;赵建英;毕友明;;机器人视觉伺服控制及应用研究的现状[J];太原科技大学学报;2007年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 林义闽;未知环境中智能机器人的视觉导航技术研究[D];北京邮电大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 向文辉;基于智能手机的机器人视觉避障系统研究[D];中国科学技术大学;2014年

2 顾骋;基于双目视觉的立体匹配算法研究与应用[D];南京理工大学;2014年

3 李宁;基于立体视觉的三维尺寸测量系统研制[D];合肥工业大学;2013年

4 周芳;双目视觉中立体匹配算法的研究与实现[D];大连理工大学;2013年

5 刘姗娜;基于双目立体视觉图像匹配和三维空间点重建[D];中南大学;2013年

6 张广兴;双目轮式移动机器人的运动物体跟踪研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

7 孔令寅;基于双目视觉的三维人体数字化关键技术研究[D];陕西科技大学;2012年

8 滕爽;双目立体视觉中摄像机自标定方法研究[D];东北师范大学;2011年

9 安山;移动机器人单目视觉SLAM中环路闭合检测问题研究[D];山东大学;2010年

10 冯凌云;基于机器视觉的着火点定位方法研究[D];华北电力大学（北京）;2010年

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本文编号：1827490