移動機器人嵌入式平臺的障礙檢測與跟蹤研究及優(yōu)化實現(xiàn).pdf

1、隨著無人車(UGV)研究的逐漸深入，越來越多的智能移動機器人產(chǎn)品問世。各式移動機器人在千差萬別的環(huán)境中自動行駛，滿足人們方方面面的需求。環(huán)境感知能力是移動機器人研究的重要課題之一，行駛在結(jié)構(gòu)化或者非結(jié)構(gòu)化道路上的移動機器人需要擁有障礙物檢測能力。同時，低成本、低功耗、小型化移動機器人的需求逐漸增強。
　　本文基于上述的要求，從三個方面展開。首先，構(gòu)建基于嵌入式系統(tǒng)的移動機器人平臺。該平臺需要結(jié)合嵌入式系統(tǒng)和微小型移動機器人的特點，

2、分析系統(tǒng)需求，完成設(shè)備選型任務(wù)。依據(jù)嵌入式微控制器設(shè)計實現(xiàn)運動控制系統(tǒng)并利用嵌入式Linux系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)環(huán)境感知系統(tǒng)，分別用于移動機器人控制和數(shù)據(jù)融合的環(huán)境感知功能。然后，依據(jù)構(gòu)建的移動機器人平臺，設(shè)計障礙物檢測算法。障礙物檢測主要分為正障礙檢測和負(fù)障礙檢測。由于負(fù)障礙的物理特性，很難被檢測，本文著重研究于此的同時完成正障礙的檢測。通過改變單線激光雷達安裝方式檢測負(fù)障礙，由于單線激光雷達覆蓋范圍有限，使用目標(biāo)跟蹤的方式持續(xù)捕獲障礙，取得

3、較好的試驗結(jié)果。最后，由于使用的目標(biāo)跟蹤算法的計算量較大，對實時性帶來挑戰(zhàn)，本文提出了利用單線激光雷達對障礙進行運動跟蹤，判斷障礙運動方向，提取障礙的邊緣和顏色特征判斷障礙物的大體位置。在計算邊緣和進行直方圖統(tǒng)計時，需要使用i.MX6Q硬件平臺的GPU加速模塊，通過實驗，能夠有效加快算法執(zhí)行。最終完成了關(guān)于障礙檢測跟蹤優(yōu)化的工作。
　　在未來的移動機器人發(fā)展中，新的需求將會不斷產(chǎn)生。本文完成了移動機器人的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)了障礙