探析自主移动机器人引导线视觉识别系统研究

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1、北京交通大学硕士学位论文自主移动机器人引导线视觉识别系统研究姓名：闫晓霞申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：程荫杭20060101北京交通大学10：{上研究生学位论文V879S2‘摘要移动机器人要达到自主导航、智能行进的目的，必须实时准确地获知周围信息，感知所处环境。对机器人而言，计算机视觉检测信息量大，获得的信息是对环境最全面最深入的反映，计算机视觉被认为是机器人最重要的感知力之一。，因而成为移动机器人领域重要的研究方向。本文对自主移动机器人视觉导航问题展开研究，进行了以下工作：分析了移动机器人体系结构，介绍了自行设计的自主

2、移动机器人平台的体系和硬件组成。分析了视觉系统的构成，建立了以PCI04+嵌入式计算机作为图像处理器单元的视觉系统，利用图像采集卡提供的接口函数完成了图像的实时采集。在分析各种预处理方法的基础上，选用中值滤波和canny算子对图像进行预处理，采用Hougll算法完成了机器人前方地面引导线的实时识别，获得了引导线在图像坐标中的参数，并建立了人机交互界面。分析了图像坐标和世界坐标之间的变换关系，进行了摄像机标定实验。关键词：移动机器人，视觉系统，引导线识别，摄像机标定北京交通大学硕十研究生学位论文ABSTRACTItobotshavetoobta

3、intheenvironmentinfb咖atjoninrealtimeandcorrectlyinord盯t0achieVethefunctionofmoVingbyself．determinatioⅡ，ComputerVjsionisregardedaSoneofthemostimportantsensorsformbotsbecauseofitswidesensingability．Thisthesisfocusesonthedesignofavjsjonsystemformobilembols．Followsaretheworktha

4、thasbeendone：Fm】田eworksofmobjlembotsafeanalyzed．The行ameworkaIldhardwarestnlctureoftherobotthatdesignedbyourselvesarepfcsented．HardwarestructurcofthevisionsystemisestabUshed，whichtakesPCI04embeddedcomputerastheprocessoLReaItimeimageacqujsitionisachievcd．MedianmterandcanⅡyope

5、ratorareadoptedforimageprepfocessin吕T1lerealtimelinedetectionisaccomplishedbyHoughalgorithm．Amutualjnterfacebetweenthe“)botandsurvejllantisestablished．netransferbet、)l，eentheimagc∞ordinateandwoddcoordinatejsalsodiscussedinthisthesis，aIldcalibrationexpeTimenthasbeendonebutne

6、edimprovillg．KEYWORDS：mobilefobot，visionsyStem，guidel洫detection，calibIationⅡ北京变通大学坝十研究生学位论史第一章绪言1．1论文研究的背景和意义机器人作为生产和生活中的一种新型工具，极大地提高了人类的生产效率、扩大了工作范围，可以广泛应用于军事、工业、医学、服务等各行业，成为人类必不可少的工具。始于五十年代的机器人技术，随着计算机技术、多传感器融合技术和人工智能技术的发展，经历了三个发展阶段。第一个阶段是示教再现型机器人。最早的工业机器人unmade是示教再现型机器人的

7、典型代表11’21。它由人操纵机械手做一遍应当完成的动作或通过控制器发出指令让机械手臂动作，在动作过程中机器人会自动将这一过程存入记忆装置。当机器人工作时，能再现人教给它的动作，并能自动重复的执行。第二个阶段是有感知的机器人。它们对外界环境有一定感知能力。机器人工作时，根据传感器获得的信息，灵活调整自己的工作状念，保证在适应环境的情况下完成工作。第三个阶段是具有智能的机器人。智能机器人是靠人工智能技术决策行动的机器人，它们通过各种传感器来获取环境的信息，利用智能技术进行独立识别、理解、推理，并做出判断和决策，无需人的参与就能自主完成一些复杂的

8、工作，实现预定目标的高级机器人。随着机器人技术和生产需求的不断发展，移动机器人正在得到越来越广泛的关注和开发。移动机器人的研究始于60年代术期；70、80年代，移动