迎賓機(jī)器人視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)研究與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在世界范圍內(nèi)，服務(wù)機(jī)器人正處于蓬勃發(fā)展中，而我國(guó)已將機(jī)器人技術(shù)列入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃。鼓勵(lì)和扶持發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，將推動(dòng)我國(guó)社會(huì)服務(wù)業(yè)、制造業(yè)、教育、娛樂(lè)行業(yè)等相關(guān)行業(yè)的科技進(jìn)步和發(fā)展。所以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)和應(yīng)用意義。人類從外部世界獲得的信息約有80％是由視覺(jué)獲取的，視覺(jué)對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)也是同樣重要的。視覺(jué)系統(tǒng)就是能對(duì)外部事物有一定的感知能力及相應(yīng)的反應(yīng)能力。因此，機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的好壞決定了其智能系統(tǒng)水平的高低。而智能化是

2、今后服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的主要方向。本文對(duì)迎賓機(jī)器人視覺(jué)控制系統(tǒng)進(jìn)了研究，并給出了一種適合于迎賓機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。
　　首先介紹了服務(wù)機(jī)器人以及機(jī)器人視覺(jué)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。以此為基礎(chǔ)，對(duì)迎賓機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行研究。提出使用DSP芯片TMS320VC5509A作為核心處理器、擴(kuò)展程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、視覺(jué)傳感子系統(tǒng)一同構(gòu)建了機(jī)器人視覺(jué)硬件系統(tǒng)。然后根據(jù)視覺(jué)系統(tǒng)的硬件條件設(shè)計(jì)視覺(jué)算法。文中對(duì)比了目前流行的視覺(jué)跟蹤和識(shí)

3、別算法，詳細(xì)介紹了普通的幀差分法、質(zhì)心法和模板識(shí)別法的原理和算法。在此基礎(chǔ)上提出和使用了搜索窗口和二值模板等方法來(lái)減小視覺(jué)運(yùn)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)空間要求。
　　其次，本文對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。使用了基于 ARM7TDMI內(nèi)核的S3C44BOX作為控制系統(tǒng)核心處理器，運(yùn)用其高性能、接口豐富、方便移植與擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，完成了存儲(chǔ)系統(tǒng)電路、電源電路、JTAG接口以及電機(jī)控制、IIC接口等硬件電路的設(shè)計(jì)，完成了控制系統(tǒng)硬件電路板的制作與系統(tǒng)安

4、裝、調(diào)試。
　　再次，本文討論了將面對(duì)對(duì)象的分析和設(shè)計(jì)方法應(yīng)用在機(jī)器人軟件系統(tǒng)上。根據(jù)本機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，使用UML對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一分析和設(shè)計(jì)，提高了應(yīng)用軟件系統(tǒng)并行工作的效率。用Rational Rose Realtime設(shè)計(jì)并繪制了靜態(tài)模型中的用例圖、類圖、包圖和動(dòng)態(tài)建模中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、泳道圖。并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)控制程序。使用uCLinux作為嵌入式操作系統(tǒng)，完成了IIC和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。并對(duì)所設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行了