【摘 要】
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随着我国制造业的稳步发展,中国已经成为世界第一制造大国。现阶段制造业正处于数字化转型和智能化升级的关键时期,制造产业链的升级必然离不开智能装备的支撑。AGV自动引导小车是智能装备中的一种,其在工业生产过程中发挥着重要的作用。本文对AGV自动导航系统中关键技术之一的环境感知模块进行深入研究,通过分析当前AGV导航技术的研究现状,提出一种基于双目视觉的AGV环境感知系统,紧密结合深度学习目标检测算法和
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随着我国制造业的稳步发展,中国已经成为世界第一制造大国。现阶段制造业正处于数字化转型和智能化升级的关键时期,制造产业链的升级必然离不开智能装备的支撑。AGV自动引导小车是智能装备中的一种,其在工业生产过程中发挥着重要的作用。本文对AGV自动导航系统中关键技术之一的环境感知模块进行深入研究,通过分析当前AGV导航技术的研究现状,提出一种基于双目视觉的AGV环境感知系统,紧密结合深度学习目标检测算法和双目立体视觉测距算法,实现对周围环境的融合感知。实验结果证明,本文搭建的双目视觉环境感知系统具有较好的实时性和准确性且具有一定的场景实用价值。本文的主要研究内容如下:（1）通过比较不同目标检测算法的特点,根据工作场景的要求,采用YOLOv4网络架构搭建目标检测算法网络模型。采集工作场景下的图像制作数据集,对网络模型进行训练建模,实现目标物体的识别和目标区域坐标的获取。（2）研究摄像机成像和双目视觉测距的数学原理,分析三维目标点到二维成像点的投影过程,推导出投影公式。对视觉传感器进行合理选型,制作标定数据集,利用标定工具对双目相机进行标定工作。利用OpenCV开发工具对左右相机进行立体校正,消除因相机材质或制造工艺造成的成像误差。（3）在双目匹配的过程中,对图像进行预处理工作,提高图像的质量。分析传统立体匹配算法的优缺点,基于传统AD-Cencus算法提出一种构建自适应大小的匹配窗口的立体匹配算法,在一张图像中不同的区域采用不同的匹配窗口进行代价计算,在保证匹配算法准确性的基础上,提高算法运行的实时性。（4）基于普通SPI硬件连接方案,设计一种用于边缘AI计算平台和微控制器之间的通信协议。在3条通讯总线和1条片选线的基础上,预留3个GPIO口用于节点之间的数据收发通知,保证数据收发的完整性。对通信协议软件层进行分层架构设计,提高数据传输过程中的稳定性和可靠性。对不同消息进行分类设计,定义通信协议命令交互信息的含义。（5）对边缘AI计算平台进行合理选型,配置计算平台的开发环境,对双目视觉环境感知系统模型进行融合转换,并部署到计算平台上。采集大量数据对双目视觉环境感知系统进行测试分析,验证系统的实时性和准确性。
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