基于双目视觉的双足机器人的步态规划

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机器人视觉和双足机器人是目前机器人领域的两个研究热点,是提高机器人智能度既有效又直接的手段,因而研究机器人视觉和双足机器人在机器人领域具有重要意义。本文从提高机器人智能度出发,在完成动态目标的识别与匹配的基础上,设计了一个双目视觉系统,该系统用来测量距离楼梯底层的距离以及楼梯的高度;以实验室已有的一个小型双足机器人样机为研究对象,将双目视觉系统在样机上实现,实时计算出距离楼梯的距离并反馈给控制器,形成闭环反馈控制,控制机器人稳定行走至楼梯底层,并上楼梯。   在双目立体视觉系统的设计上,首先通过实验完成了包含目标物的图像采集和图像处理,得到两幅包含目标物的图片,利用Harris算法,结合MIC快速角点检测实现了楼梯的角点提取,之后利用BP神经网络算法,在第二幅图像中进行楼梯角点匹配。在此基础上,根据传统的摄像机标定方法,精确标定了实验所用的两个普通CMOS的网络摄像头,最后利用OMAP3530平台在Linux操作系统下实现了双目立体视觉系统。为下一步将视觉系统应用到双足机器人样机奠定了基础。   在将双目立体视觉系统应用到已有的双足机器人样机上,首先介绍了实验室的双足机器人样机以及步态规划,包括对其静态行走的步态改进和对上楼梯行走的步态设计,然后分别用调用MATLAB引擎、MATLAB串口通信、MATLAB与VC同时使用这三种方法完成了上位机与F2812之间的通信,将视觉系统计算的距离楼梯的距离实时输出给F2812,实现了整个闭环反馈控制系统,之后列出了三种方法的实验结果和实验分析,为后续研究奠定基础。
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