基于图像识别的智能移动平台开发研究

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随着计算机技术、自动控制理论、传感器技术、模式识别、图像处理、图像识别的快速发展;智能移动机器人的研究如火如荼。机器人广泛应用在生产生活中的方方面面,如今它向着高精度、高可靠性、高稳定性、高智能化、网络化、高速度的方向发展。而今基于计算机视觉技术的自主移动机器人的研究备受学者的关注。本文基于上述的条件,做了以下几个方面的工作:   ⑴制作了一个移动平台机械结构,作为实验的载体。包括两个24V直流驱动电机、底盘框架,并针对平台安装了多种传感器。并对移动平台进行了运动学分析,提出了直线运动、旋转运动等的开环及闭环控制方法。   ⑵研究并开发了移动平台控制系统,并制作了控制电路板。分析了控制系统的功能结构和设计思路,选用应用于汽车控制的16位单片机芯片MC9S12DG128作为平台控制主控制器。设计了单片机最小系统、驱动电机控制系统、信号隔离模块、速度检测反馈模块、同步及异步串行通讯模块、USB通讯模块、AD采集模块等;并预留了扩展陀螺仪、电子罗盘等传感器接口。编写了各模块的控制软件,并采用PID算法控制平台驱动电机。   ⑶为使移动平台具有自主的同时,还可以进行人工干预;研究并开发了由单片机MEGA8控制的遥控手柄及无线传输模块,可以要500米范围对移动平台进行运动纠正。   ⑷为使移动平台具有智能性,设计开发了笔记本电脑为处理器的图像识别系统,并将处理结果通过串口协议发送到移动平台控制系统。   ⑸分析了图像预处理及图像处理的算法;简介了几种常用的运动物体跟踪算法;并提出了一种带有预测功能的运动物体快速检测算法。本算法基于Kalman滤波器和彩色统计模型,能快速检测出要跟踪的目标物体,并能抑制运动物体的阴影及其他运动物体的干扰。该方法与以往方法相比具有计算量小、鲁棒性强、识别快速的优点。应用在移动平台上可以很好的对物体进行识别和跟踪。
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