基于自主视觉的轮式移动机器人路径跟踪控制

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1、要塞堡三塞芏塑主丝塞董±鱼圭堡墼签整垫整垫垫壁△壁堡坚壁篓塑摘要本文以AS—R移动机器人为平台，主要研究了基于自主视觉和多传感器信息融合的路径跟踪问题。本文首先利用Visualc++6．0开发软件，实现了视觉系统的图像采集、处理及识别，针对机器人进行直线路径跟踪提出了以直线部分路径的斜率信息作为系统的反馈量，并研究了一种基于最小二乘法的斜率辨识方法，大大提高了直线路径斜率的辨识精度；然后针对两驱动轮的移动机器人运动学模型，利用PID控制算法根据反馈斜率与给定的期望斜率之间的偏差，计算出系统驱动电机的控制输入，并引入速度闭环控制电

2、机速度，实现机器人对u型直线部分路径的跟踪；然后又提出一种融合视觉传感器和PSD红外传感器信息的方法，并利用此方法，克服了由于摄像机视场范围有限。机器人在拐角处检浏不到路径的缺点，解决了机器入在u型路径拐角处的运动决策问题。最后，在AS．R移动机器人系统上，进行大量实验，验证并分析了本文所提方法的控制效果。关键词：轮式移动机器人，自主视觉，路径跟踪，PSD传感器，多传感器信息融合南京理工大学硕士论文基于自主视觉的轮式移动机器人路径跟踪控制AbstractWi也theplatformofAS—Rwheeledmobilerobot

3、．thispapermainlystudiedthepathfollowingproblembasedontheself-visionandmulti．sensorinformationfusion．Firstly,usingVisualC++6．0developmentenvironment，thecapture，processingandrecognitionofthedigitalimageswasrealized．ItWaSproposedthatusingtheslopeofthetracedlineasthefeed

4、backinformationofthecontrolsystemtosolvetherobot’Slinefollowingproblem．AndaslopereeognRion’Smethodw％proposedbasedonthemethodofleastsquares(MLS)，improvingtheprecisionoftheslope．Andthen，aimedatthekinematicmodelofthetwo—wheeledmobilerobot，basedontheerrorbetweenthegivens

5、lopeandtherecognizedslopeandthePIDcontrolalgorithm，thecontrolinputofthedrivenmotorswerecalculated．AndthevelocityfeedbackWaSachievedtocon行olthevelocityofthedrNenmotorsalsobasedonPIDalgorithm．AfterthenamethodfusingtheinformationofvisionsystemandPSDdetectorWasproposed，a

6、ndWasusedtoovercomedisadvantageofthepathslopevanishingwhentherobotmovedtothecomeLItwassolvedthattheproblemoftheWMRmotiondecision—makingatthecorner．Finally,manyexperimentswerecarriedoutOntheAS—Rmobilerobot,andtheeffectivenessoft11eproposedmethodWaSshown。KeyWords：Wheel

7、edMobileRobot，Self-Vision，PathFollowing，PSDDetector,Multi．SensorInformationFusion声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：至幽≯西年6月功日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅

8、或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：兰妻：煎a。哆年‘月础日南京理工大学硕士论文基于自主视觉的轮式移动机器人路径跟踪控制1绪论