环境感知是移动机器人导航研究的关键技术之一。在机器人导航领域中,视觉导航具有分辨率高、探测范围广等优点,缺点是图像计算量大。对于高分辨率图像,仅用车载计算机处理,将不能满足机器人导航实时性要求。为此,本文设计了图像处理网格系统,对部分耗时的图像处理任务进行并行处理,提高图像的处理速度。 为了在网格系统上实现图像并行处理功能,本文进行了如下研究。首先,在图像并行处理应用中,大部分并行算法属于迭代同步的数据并行算法,所以本文对协作任务调度进行了深入分析,提出了协作任务预约调度模型,该算法能够有效地缩短图像处理时间,并且还能提高系统的资源利用率;其次,网格系统属于非专用型工作站网络,工作站属主可能向节点提交计算密集型任务,与并行任务竞争机器资源。在这种情况下,为了使任务能够顺利、及时完成,本文设计了基于数据迁移机制的非抢先动态负载平衡算法,该算法能够保证并行任务的执行效率;最后,本文设计了图像处理网格系统,将上述两个算法应用于网格系统的任务调度器。 图像处理网格系统提供任务调度的基本服务,将图像处理算法封装成网格服务,供系统用户调用。系统以最小化任务完成时间和提高系统资源利用率为目标,可以缩短机器人导航任务的执行时间,增加系统处理导航任务的吞吐量;与此同时,本系统还提供了数据迁移功能,可以保证导航任务正确、及时完成。因此,图像处理网格系统对于提高图像的处理速度,满足移动机器人视觉导航的实时性要求具有一定的研究价值。