随着对移动机器人技术的深入研究,并被逐渐应用到室内环境中,是的移动机器人的室内定位成为了研究的热点。鉴于视觉传感器具有获取环境信息量大、探测范围广的优点,并且相比全景视觉传感器和双目视觉传感器,单目视觉传感器还具有结构简单可靠、性价比高、图像畸变小等优点,因此本文研究了移动机器人基于单目视觉的室内定位技术。本文的主要研究内容包括基于主动标志物的图像处理与识别、单目视觉定位和移动机器人控制系统设计。具体研究内容如下:(1)图像处理与目标识别。图像处理是基于视觉传感器定位的基础,为了图像处理具有针对性、高效性和准确性,在本课题中针对性地设计了一大一小的两个红色球体作为标志物,运用高斯滤波、形态学分析等图像处理技术,分别从标志物的颜色特征、形状特征、尺寸大小特征和空间相对位置特征出发,设计了基于本课题中主动标志物的目标识别算法。(2)基于单目视觉的室内定位技术。首先建立单目相机的成像模型,推导出像素平面坐标系和世界坐标系之间的关系式,分析比较单目相机的标定方法,完成单目相机的标定;其次建立单目相机定位模型,根据本课题的要求和特点,简化定位模型,然后以地平面二维坐标系和图片像素坐标系之间的关系式,设计符合本课题要求的室内定位算法,编写算法程序,实现单目相机的室内定位。最后通过实验验证分析该定位算法的可靠性和准确性。(3)移动机器人控制系统的设计。本课题中使用移动机器人作为移动机器人载体,分析移动机器人的需求和控制策略,分别从硬件系统和软件系统两个方面进行设计。在硬件系统设计中,根据移动机器人的功能需要,分模块化的设计,分别完成了相应的电路原理图设计和控制电路板设计;在软件系统设计中,结合图像处理的需求和硬件控制系统的需要,分别完成上位机界面的设计和下位机嵌入式程序的开发。