基于双目视觉的双足机器人的步态规划.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论基于双目视觉的双足机器人的步态规划作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：许凤麟模式识别与智能系统梁青副教授二。一二年五月四日文UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeGaitPlanningofaBipedalrobotBasedonBinocularVisionAuthor’SName：FenglinXUSpeciality：Pattemrecognitionandintelligents

2、ystemSupervisor：AssociateProfessorQingLIANGFinishedtime：May4也，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：辅签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分

3、使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。导师签名：答字日期．c；场／二．多．庐签字日期：洲厶’p-∥年以午一簿密。夺骼山肄口．氰开登彬储摘要机器人视觉和双足机器人是目前机器人领域的两个研究热点，是提高机器人智能度既有效又直接的手段，因而研究机器人视觉和双足机

4、器人在机器入领域具有重要意义。本文从提高机器人智能度出发，在完成动态目标的识别与匹配的基础上，设计了一个双目视觉系统，该系统用来测量距离楼梯底层的距离以及楼梯的高度；以实验室已有的一个小型双足机器人样机为研究对象，将双目视觉系统在样机上实现，实时计算出距离楼梯的距离并反馈给控制器，形成闭环反馈控制，控制机器人稳定行走至楼梯底层，并上楼梯。在双目立体视觉系统的设计上，首先通过实验完成了包含目标物的图像采集和图像处理，得到两幅包含目标物的图片，利用Harris算法，结合MIC快速角点检测实现了楼梯的角点提取，之后利用B

5、P神经网络算法，在第二幅图像中进行楼梯角点匹配。在此基础上，根据传统的摄像机标定方法，精确标定了实验所用的两个普通CMOS的网络摄像头，最后利用OMAP3530平台在Linux操作系统下实现了双目立体视觉系统。为下一步将视觉系统应用到双足机器人样机奠定了基础。在将双目立体视觉系统应用到已有的双足机器人样机上，首先介绍了实验室的双足机器人样机以及步态规划，包括对其静态行走的步态改进和对上楼梯行走的步态设计，然后分别用调用MATLAB引擎、MATLAB串口通信、MATLAB与VC同时使用这三种方法完成了上位机与F281

6、2之间的通信，将视觉系统计算的距离楼梯的距离实时输出给F2812，实现了整个闭环反馈控制系统，之后列出了三种方法的实验结果和实验分析，为后续研究奠定基础。关键词：机器人视觉双足机器人运动目标的识别与匹配三维空间坐标测量闭环反馈控制摘要IIAbsgactABSTRACTRobotVisionandBipedalrobotarebothresearchhotspotsinRobot。filed，alsoCanimproveintelligentofroboteffectivelyanddirectly．Thus，ith

7、asimportantsignificanceonresearchingrobotvisionandbipedalrobot．Inthepaper,abinocularvisionsystemisdesignedforimprovingtheintelligentofrobot，andasmallbipedalrobotthathasbeenproducedinourlabistheresearchobject．Firstofall，thehardwareandsoftwarewererepairedandimpr

8、oved，basedonthis，werealizedthebinocularvisionsystemontherobot．Thedistancebetweentherobotandthestairiscalculatedreal-timebythesystem，andisgivenfeedbacktotherobottOcontrolitwalkingst