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近年来,视觉导航成为移动机器人导航的一个发展趋势。在移动机器人视觉导航技术研究中,如何利用视觉技术快速而准确地识别人为铺设或环境中自然存在的路径以及如何提高移动机器人的路径跟踪能力是关键性的问题。在天津市自然科学基金“面向复杂任务的移动机器人系统技术研究”(项目编号:003601211)和河北省攻关计划“用于物料自动传输的自主车精确导航的研究”(项目编号:00547001D-18)的支持下,本文对移动机器人的视觉技术及路径跟踪策略进行了较为系统深入的研究,提出了基于彩色视觉和模糊控制的移动机器人路径跟踪方法,本文的主要工作和创新点包括: 介绍了HEBUT-Ⅰ型移动机器人的结构,并对移动机器人的驱动系统特性及运动学特征进行了分析。 设计了HEBUT-Ⅰ型移动机器人视觉系统。建立了移动机器人的摄象机模型,从而完成了摄象机的逆模型变换,使路径信息成功地从象空间中恢复出来。对各种图象分割方法进行了实验,将基于HSI空间颜色阈值的区域分割法应用于移动机器人路面图象分割,该方法抗噪声能力强,所利用的信息量大,不受光照条件变化的影响,运算简单,提高了复杂路面图象分割的准确性和实旷性。 在介绍模糊控制基本原理的基础上,设计了一种适用于利用视觉导引的移动机器人路径跟踪系统的模糊控制器。 进行了移动机器人路径跟踪系统设计。为简化环境,采用人工铺设路径和路标的方法导引移动机器人。将铺设的路径和路标分别设置为两种不同颜色,并使用离线确定的两种HSI颜色阈值进行区分割,避免了在线确定分割阈值以及区分路径和路标区域的复杂过程,提高了系统的实时性。实现图象分割后先判断目标图象中的路标是否完整,然后利用行扫描法及不变矩法识别路径和路标,实时性好。分另嘶究了移动机器人识别到路径和路标后不同的跟踪策略,并对视觉系统的滞后进行了修正。对系统进行了大量实验,结果表明本文提出的方法是一种简单有效的移动机器人路径跟踪方法。