随着机器人技术的发展和市场需求的推动,智能型服务机器人越来越成为人们的研究热点。研究助老助残的服务机器人具有良好的经济价值和社会意义,这类机器人的关键技术是其移动性能和导航技术。针对这些实际情况,开发研制了用在智能轮椅机器人上的视觉导航实验平台,该平台采用USB摄像头作为环境信息的摄入装置,采用高效的图像处理算法进行路径识别,采用基于模糊控制模型的预测反馈型多维规划的方法对运动路径进行规划。论文包括以下几部分内容:首先,建立了智能轮椅机器人上的视觉导航系统硬件平台。采用上位机,下位机的方案构建视觉导航控制系统,系统的输入是USB摄像头采集的图像,输出为下位机控制驱动模块输出的PWM波,通过USB通讯模块实现上位机,下位机之间的连接。其次,建立了数字图像处理系统。在VC++的环境中用C语言实现了图像处理中用到的相关算法,在图像处理中采用了分区局部最优阈值法,灰度图最黑点信息,边缘辅助法来分割图像,使得整个图像处理系统快速高效。第三,设计了视觉导航的路径规划算法。通过分析比较多种视觉导航的路径规划算法,基于简单模糊控制的模型上,设计了一种预测反馈型多维路径规划模型,该模型在综合考虑了智能轮椅机器人当前的跟踪状态,视野中的路径走向和上一次纠偏结果的反馈后,对机器人的下一步运动给出控制信号。最后,实现了在室内不同灯光环境中对不同走向和形状标识线的视觉跟踪。实验结果表明,该系统对结构化环境中的这些标识线均能达到良好的跟踪效果。