本科基于视觉的多机器人算法研究

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1、CivilAviationUniversityofChina毕业设计(论文)专业：自动化学号：071141218学生姓名：汪酝藉所属学院：航空自动化指导教师：牛国臣二〇一一年六月中国民航大学本科生毕业设计(论文)基于视觉的多机器人跟随算法研究Multi-RobotsBasedonVisionFollowingAlgorithm专业：自动化学生姓名：汪酝藉学号：071141218学院：航空自动化指导教师：牛国臣2011年6月创见性声明本人声明：所呈交的毕业论文是本人在指导教师的指导下进行的工作和取得的成果，论文中所引用的他人已经发表或撰写过的研究成果，均加以特别标注并在此表

2、示致谢。与我一同工作的同志对本论文所做的任何贡献也已在论文中作了明确的说明并表示谢意。毕业论文作者签名：签字日期：年月日本科毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解中国民航大学有关保留、使用毕业设计（论文）的规定。特授权中国民航大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘。（保密的毕业论文在解密后适用本授权说明）毕业论文作者签名：指导教师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要近十几年来对于多机器人技术的研究一

3、直是重要的发展方向，此系统在多个有着客观的发展前景。以单个机器人跟随的模拟实验，直观的说明机器人跟随方法的基本原理，并对多机器人的跟随和识别进行了研究。本文对于不同的领航路径给出了统一的算法和控制策略。利用Matlab进行模拟和仿真实验，给出直观的动态效果。其次，说明了彩色图像处理的基本知识。通过物体不同的颜色特征，机器人之间进行相互识别。由于RGB颜色空间存在的缺陷，所以采用了HSV模型对不同颜色的机器人进行识别。又利用Matlab选取机器人的阈值后，进行噪音处理，得到良好的识别信息。最后，采用单目视觉测距原理对机器人进行相对位置计算，得到机器人相对于摄像头的较准确的位

4、置数据。从而为机器人跟随动作做出相应的支持。关键词：图像处理；颜色识别；单目测距ivABSTRACTMulti-robotsystemhadbeenstudiedbylastdecade’syears.It’sanimportantbranchofroboticstechnology.Thebasicknowledgeofimageprocessingwasintroduced;themethodofhowtousethecharacterofrobot’scolortorecognizedifferentrobotswasdiscussed.BecausetheRGBc

5、olorspacehaddefect,anewmethodtorecognizedifferentrobotswhichisusedthecharacterofHSVcolorspacewasbroughtforward，themidpointofthehemlineandmonocularmeasurementofdistancetheorywasusedtocalculatethecoordinateofrobots,thecoordinateshowedthedistancebetweenrobots.Finallytheprogramwouldhelpfollow

6、ingrobotmoving.Keywords：imageprocessing;colorrecognition;monocular;measurementofdistanceiv目录第1章绪论11.1选题背景和意义11.2研究现状21.3本文的主要内容5第2章机器视觉原理72.1图像处理技术72.2RGB、HSV概念82.2.1RGB模型82.2.2HSV模型102.2.3从RGB空间到HSV空间的相互转换112.3RGB和HSV以及各分量132.4基于颜色特征对机器人进行识别142.4.1RGB模型对于颜色特征识别152.4.2利用HSV模型进行识别172.4.3对H

7、SV颜色模型的改进182.5在Matlab中对阈值进行筛选192.6图像识别结果192.7本章小结19第3章对机器人进行标定和定位213.1单目视觉测距原理213.2单目视觉测距的计算方法223.3利用单目视觉测距原理进行相对坐标的确定23iv3.4实验结果及分析误差233.4.1实验结果233.4.2实验误差分析253.5本章小结25第4章控制策略254.1速度控制回路254.2比例积分（PI）控制254.3程序设计思路254.3.1程序初始化254.3.2速度和角度控制策略254.3.3数据图形和动画模拟实现254.3.4