移動機(jī)器人視野污物定位與清潔規(guī)劃研究.pdf

1、由于惡劣的工作環(huán)境，機(jī)器人視覺系統(tǒng)非常容易遭受污染，影響正常工作。因此，亟需有關(guān)視覺系統(tǒng)清潔的解決方案。本課題設(shè)計(jì)了用于移動機(jī)器人視野自動清理的視覺反饋系統(tǒng)。
　　首先，根據(jù)任務(wù)要求搭建基于嵌入式系統(tǒng)的移動機(jī)器人平臺，配合個人計(jì)算機(jī)為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供支持。整個平臺硬件部分需要完成的工作包括攝像頭、嵌入式系統(tǒng)載體和控制器的選定等；軟件部分需要完成的工作包括嵌入式系統(tǒng)的建立、視頻流傳輸以及無線通信等功能的實(shí)現(xiàn)。
　　其次，提出復(fù)

2、雜環(huán)境下，移動機(jī)器人視野中污染物的延時自動提取算法，包括采用累積幀差法分離污染物與背景，并通過分析累積幀差圖像的灰度直方圖升降趨勢判斷是否存在污染物，采用 Otsu法自適應(yīng)閾值分割目標(biāo)污染，實(shí)現(xiàn)污染物的自動提取。對目標(biāo)污染物區(qū)域進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作，去除噪點(diǎn)填充孔洞。分析污染物連通性，通過提取污染物外輪廓的方法將污染區(qū)域變?yōu)閱芜B通區(qū)域，并求取單連通區(qū)域的三種外界多邊形作為參考待清潔區(qū)域。通過剪影矩計(jì)算待清潔區(qū)域的面積和形心。
　　第

3、三，分析污染物清潔路徑優(yōu)化問題，以清潔路線總長度作為標(biāo)準(zhǔn)，比較各種外接多邊形的清潔效率。清潔路線總長度可分為實(shí)際清潔路線長度和空行程長度兩部分。根據(jù)外接多邊形面積計(jì)算實(shí)際清潔路線長度。空行程長度優(yōu)化屬于旅行商問題，針對不同外接多邊形設(shè)計(jì)清潔路徑，并采用基于最近鄰點(diǎn)的粒子群算法優(yōu)化空行程長度。采用張氏標(biāo)定法獲取攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)，通過坐標(biāo)變換列出有關(guān)污染物三維坐標(biāo)的方程組。在 VC環(huán)境下調(diào)用 Matlab計(jì)算引擎求解方程組，對污染物進(jìn)行定位并建