随着信息化技术及工业自动化的飞速发展,移动机器人的应用越来越广泛。目前,移动机器人在工业、电力、制造、服务、医疗和物流等许多领域有着广泛应用,通过移动机器人的智能搬运能力扩展人类的工作能力、提高生产效率、推进信息化管理和生产,减轻或取代人类的繁重劳动。在移动机器人技术中定位属于核心技术之一。当前解决移动机器人定位问题较常用的技术就是二维码定位技术。本文针对室内移动搬运机器人的需求,研制了一款基于赛灵思公司公司(Xilinx)可扩展处理平台Zynq-7000的模块化嵌入式二维码定位传感器。根据室内移动机器人的工作场景以及对传感器的电气指标要求,确定传感器系统的功能和性能指标。采用DM(Data Matrix)码作为传感目标,选用MT9V034作为图像传感器。本文设计了传感器的硬件电子电路、软件、算法以及结构,完成了传感器的硬件和结构的加工打样、组装、标定以及测试工作,完成了Zynq-PS部分的linux系统移植、Zynq-PL部分的FPGA部分开发、软件及算法开发。同时设计了传感器配套的二维码图形并打样。本设计着重分析了DM码图像的滤波、二值化、边缘检测、特征识别、影射变换、定位和解码。在特征识别阶段为了增加算法的鲁棒性,基于模型约束与数据降维方法提出了一种基于模型约束的二维码定位算法和一种简洁高效的角点检测算法。由于图像处理算法有天然的可并行性,本设计充分利用Zynq芯片PS和PL的各自特点,通过合理的分配算法和软硬件协同设计较好的实现了Sobel边缘检测算法的硬件加速,保证了开发效率的同时也降低了传感器的功耗与成本。