履帶式機(jī)器人的電子定向和雙目視覺測距.pdf

1、履帶式機(jī)器人具有特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu),可以適應(yīng)復(fù)雜的路面環(huán)境,它的應(yīng)用也越來越廣泛。本文利用陀螺儀實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的電子定向,完成了機(jī)器人旋轉(zhuǎn)角度的控制。陀螺儀是測量旋轉(zhuǎn)物體角速度的一種內(nèi)部傳感器,可以測量出旋轉(zhuǎn)物體本身姿態(tài)的變化,最為重要的是不需要外界的參考信號。利用陀螺儀的這個(gè)特性可以使機(jī)器人在能見度較低的環(huán)境下或者對環(huán)境不熟悉以及參照物不足的情況下實(shí)現(xiàn)比較精確的導(dǎo)航和定位。雙目視覺測距中,采用了魚眼鏡頭與標(biāo)準(zhǔn)鏡頭相配,且魚眼鏡頭軸線垂直于移動(dòng)

2、機(jī)器人底面,而標(biāo)準(zhǔn)鏡頭軸線平行于移動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)方向。從而利用魚眼鏡頭可實(shí)現(xiàn)360°的環(huán)景觀察,方便尋找目標(biāo)物體,在電子陀螺儀支持下,利用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭對目標(biāo)物體進(jìn)行識別和測距。這一獨(dú)特優(yōu)勢能夠使它在民用、軍事、航空等那些依賴于視覺信息做出決策的各行業(yè)都具有非常重要的意義。
　　 本文以履帶式機(jī)器人為研究對象,在雙目測距中,.完成了對魚眼圖像的中心標(biāo)定。根據(jù)顏色特征對圖像進(jìn)行兩次分割,得到灰度圖像和二值圖像,再將分割后的圖像經(jīng)過噪聲消除

3、和中值濾波的手段,自動(dòng)快速的識別目標(biāo)物體。在試驗(yàn)中,把物體近似看為一圓點(diǎn),用形心來代替目標(biāo)物體,并對雙目測距的公式進(jìn)行了推導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)測量了多組數(shù)據(jù),并進(jìn)行了誤差分析,建立了誤差修正模型。
　　 在電子定向中,設(shè)計(jì)完成了基于ENC-03陀螺儀的外圍電路。讓陀螺儀輸出的模擬信號依次經(jīng)過濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換、變成數(shù)字信號,通過單片機(jī)和電腦相連。然后從計(jì)算機(jī)上讀取陀螺儀的輸出電壓值,利用公式換算成角速度,并進(jìn)行積分,從而求出物體旋轉(zhuǎn)的角