基于视觉的移动机器人协调控制技术研究

admin · 发表于 2024-1-21 14:33:15

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基于视觉的移动机器人协调控制技术将图像处理、自动控制、信息科学有机结合起来，形成一种能从图像信号中实时地自动识别目标、提取和预测目标位置信息、自动跟踪目标运动的技术。它在军事、工业、安保、智能交通、医学和科学研究等方面都具有重要的意义，发展应用前景广阔。本文深入研究了基于视觉的目标识别技术、目标定位技术、目标跟踪技术、协调控制技术，并对机器人运动控制策略和机器人视觉伺服实验平台进行了研究。主要工作包括以下几个方面：1. 研究了基于时空相关特征的目标识别技术。利用运动像素在空间上的相关性，采用背景图像差分法进行运动目标粗检测。然后利用目标运动的时间相关性，运用帧间图像差分法，识别出运动目标。2. 研究了基于双滤波器的运动目标定位技术。首先获取背景图像和当前帧图像，然后对所得图像进行图像分割并进行滤波，去除图像噪声。下一步对所得图像进行扫描与分析，求得相关参数和评价指标。最后，求出运动目标的重心坐标，从而对运动目标进行定位。3. 研究了基于图像自适应滤波的目标跟踪技术。通过图像采集与预处理过程能够抑制或消除图像噪声并改善图像质量。通过光照检测与补偿过程能够消除光照的影响，提高图像识别的准确度。采用基于H/S模型的图像自适应滤波技术能够有效地提取图像中的信息。4. 研究了多智能体视觉伺服协调控制方法。该方法采用主测控点和辅助测控点相结合的方法。主测控点采集到的图像作为主测控信号，计算机通过该信号进行下一步的分析与控制；辅助测控点采集到的图像为辅助测控信号，该信号传达给计算机作为主测控信号的反馈信号和修正信号。各个测控点彼此配合协调工作，最终完成基于视觉的协调控制过程。5. 研究了机器人运动控制策略。建立轮式移动机器人运动学模型，获得机器人速度向量矩阵，对机器人运动速度进行分解得到机器人运动描述矩阵，在机器人跟踪平面中进一步推导求出机器人的运动速度。6. 研制了移动机器人视觉伺服实验平台。实验平台包括运动控制系统、视频与图像处理系统、通讯控制系统、嵌入式控制系统以及相应的控制系统软件。

基于视觉的移动机器人协调控制技术研究

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