基于圖像的移動(dòng)機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、分類號密級UDC編號碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文基于圖像的移動(dòng)機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)研究學(xué)位申請人：學(xué)位申請人：雷永剛指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：趙書尚副教授學(xué)科專業(yè)：學(xué)科專業(yè)：機(jī)械電子工程學(xué)位類別：學(xué)位類別：工學(xué)2011年05月摘要I論文題目：基于圖像的移動(dòng)機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)研究論文題目：基于圖像的移動(dòng)機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)研究專業(yè)：機(jī)械電子工程專業(yè)：機(jī)械電子工程研究生：雷永剛研究生：雷永剛指導(dǎo)教師：趙書尚副教授指導(dǎo)教師：趙書尚副教授摘要摘要隨著機(jī)器人運(yùn)

2、動(dòng)學(xué)、控制理論、圖像處理技術(shù)及計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和攝像機(jī)的快速發(fā)展，視覺伺服控制系統(tǒng)逐漸成為了機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)熱門課題。尤其是把機(jī)器視覺與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能控制、信息融合技術(shù)等相結(jié)合起來，無論在理論上還是應(yīng)用上視覺伺服系統(tǒng)都有了很大的進(jìn)展。該研究主要包括兩大部分：基于多特征融合的目標(biāo)提取系統(tǒng)和基于模糊控制的伺服控制策略。在基于多特征融合的目標(biāo)提取系統(tǒng)中，首先采用基于色調(diào)和飽和度雙閾值自適應(yīng)分割法對圖像進(jìn)行分割，該方法在光照條件發(fā)生變化時(shí)也有

3、很好的分割效果，為準(zhǔn)確地識別目標(biāo)打下了基礎(chǔ)。通過這樣的方法獲得了目標(biāo)物體所在的大概范圍，如果該范圍內(nèi)有干擾物體，那么再采用Sobel邊緣檢測法在該縮小的范圍內(nèi)提取目標(biāo)的輪廓。其次通過輪廓比對，去除掉那些和所跟蹤目標(biāo)相同顏色的其它物體，從而確定了所要跟蹤的目標(biāo)物體。最后采用游程編碼技術(shù)對圖像進(jìn)行區(qū)域融合，游程編碼技術(shù)對圖像融合的運(yùn)算量較小，從而保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。在對圖像融合過程中，同時(shí)也獲得了目標(biāo)的像素面積信息以及重心坐標(biāo)信息，這樣為移

4、動(dòng)機(jī)器人的跟蹤提供了參考數(shù)據(jù)。在移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制上，采用類似人類思維的模糊控制方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人對目標(biāo)物體的跟蹤規(guī)劃。把目標(biāo)像素面積誤差信號和坐標(biāo)誤差信號作為雙輸入信號，移動(dòng)機(jī)器人的左輪與右輪的轉(zhuǎn)速作為雙輸出信號，從而組成一個(gè)負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，該方法能夠有效地控制移動(dòng)機(jī)器人對目標(biāo)物體的跟蹤。最后在MTR機(jī)器人平臺上，進(jìn)行了一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了基于圖像的移動(dòng)機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)研究在復(fù)雜的環(huán)境下能夠準(zhǔn)確地提取目標(biāo)并且能夠