基于視覺和超聲傳感器融合的移動機器人導航系統(tǒng)研究.pdf

1、移動機器人導航技術是綜合的、復雜的、不斷發(fā)展的，是實現(xiàn)機器人智能性的核心技術。它主要包括：環(huán)境信息獲取功能，環(huán)境信息理解以及實現(xiàn)自動導航的路徑規(guī)劃算法。因此移動機器人導航系統(tǒng)研究就是針對所處環(huán)境選擇相應的傳感器，然后對傳感器所采集的信息特征進行處理分析，最后建立相應的路徑規(guī)劃控制算法。近年來，自主式移動機器人的視覺導航逐漸成為關注的熱點，圖像信息具有信息豐富、對場景描述全面的特點，是移動機器人感知環(huán)境的重要來源。因此本文的研究工作主要是

2、針對移動機器人在已知環(huán)境中的路標識別算法和多傳感器信息融合導航理論這兩個方面的研究展開的。最后在機器人實驗平臺上設計并完成了移動機器人導航軟件。 本文首先對自主移動機器人的研究狀況、發(fā)展趨勢、移動機器人視覺系統(tǒng)在國內外的研究現(xiàn)狀做了簡要的回顧。然后介紹各種傳感器的分類，如何選擇合適的傳感器來感知環(huán)境信息。在比較各種傳感器優(yōu)缺點的基礎上，選擇超聲波傳感器和CMOS視覺傳感器組成機器人的傳感器系統(tǒng)。 論文介紹了CMOS傳感器

3、的工作原理，數(shù)據處理方法，并對所獲得的路標圖像的處理與識別進行了深入探討，即在Hu不變矩基礎上分析了離散狀態(tài)下比例因子對不變矩的影響，提出了一種新改進的不變矩來提取對象的特征，從而將路標識別提升到所有交通標志識別的高度。同時本文也介紹了超聲波傳感器的工作原理、使用方法和數(shù)據處理方法，并用超聲波傳感器對移動機器人前方、左側和右側的障礙物進行探測；然后利用多傳感器信息融合技術中的神經網絡方法將視覺與超聲波傳感器的信息進行融合，仿真結果表明此