基于模拟CCD传感器和图像矫正的自循迹机器人设计-论文.pdf

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1、第30卷第2期西南科技大学学报Vo1．30No．22015年6月JournalofSouthwestUniversityofScienceandTechnologyJune2015基于模拟CCD传感器和图像矫正的自循迹机器人设计赵思蕊吴亚东杨文超蒋宏宇(1．西南科技大学计算机科学与技术学院四川绵阳621010；2．西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室四川绵阳621010)摘要：设计了一种基于模拟CCD图像传感器和图像透视矫正算法的自动循迹机器人。分别完成了机器人的总体设计和软硬件设计。该循迹机器人以32位单片机MK60DN512ZVLQ10为主控制器，采

2、用模拟CCD摄像头获取黑色引导线信息，并转化为有效的舵机和电机控制量为提高控制精度，利用PID控制算法实现机器人的闭环控制。由于采集的图像存在梯形失真，所以利用图像透视变换对原始图像校正，实现机器人精确的循迹。测试结果表明：该循迹机器人对场地适应性强，具有低成本、低功耗等优点，在核辐射和高压电等特殊环境下有很大的使用价值。关键词：模拟CCD图像传感器自循迹机器人透视校正中图分类号：TP391．41文献标志码：A文章编号：1671—8755(2015)02—0081—07DesignofSelf——trackingRobotBasedonAnalogCCDSenso

3、randImageCorrectionZHAOSi一1311一，WUYa—dong，YANGWen—chao，JIANGHong—yu(1．SchoolofComputerScienceandTechnology，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，Sichuan，China；2．FundamentalScienceonNuclearWastesandEnvironmentalSafetyLaboratory，SouthwestUnivensityofScienceandTechnolo

4、gy，Mianyang621010，Sichuan，China)Abstract：Aself—trackingrobothasbeendesignedbasedonanalogCCDimagesensorandimageper-spectivecorrection．Theoveralldesignaswellashardware／softwaredesigniscompleted．Thetrackingro—botusestheMK60DN512zVLQ10asmaincontrollerandcollectstheblackguidelineimageinfor

5、mationusinganalogCCDcamera，theimageinformationisconvenedtoeffectivesteeringgearandmotorcontro1．Inordertoimprovecontrolaccuracy，usingthePIDcontrolalgorithmtorealizetheclosed—loopcontroloftherobot．Duetothecollectionofimageistrapezoidaldistortion，perspectivetransformationisusedtocorrectt

6、heoriginalimageandrealizeaccuratetrackingofrobot．Resultofthetestindicatesthatthetrack—ingrobotwhichhasstrongadaptabilityisstrongandhastheadvantagesoflowcost，lowpowerconsump—tion，ithasgreatvalueinthespecialenvironmentsuchasradiation，highvoltage，etc．Keywords：AnalogCCD；Imagesensor；Self—t

7、racking；Robot；Perspectivecorrection循迹机器人是一种集环境感知、规划策略、自动电力等环境下具有重要的使用价值和广阔的应用前行驶等功能于一体的综合系统，在核辐射和高压景，如利用循迹机器人对人工难以作业的核辐射环收稿日期：2015—03—19基金项目：国防基础研究项目(10ZG6102，13ZXNK12)；四川省科技厅项目(2011JQOO41，11ZS2009)；中国科学院“西部之光”人才培养计划(13ZS0106)；四川省教育厅重点项目(11ZA130，13ZA0169)。作者简介：赵思蕊(1991一)，男，硕士研究生，研究方向为

8、嵌入式系统