基于嵌入式视觉的仿人机器人路径规划研究-计算机科学与技术专业论文.docx

万方数据 万方数据 Classified Index: TP242.6 U.D.C: 621.568.4 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON HUMANOID ROBOT PATH PLANNING BASED ON EMBEDDED VISION Candidate： Lv Bo Supervisor： Prof. Piao Songhao Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Computer Science and Technology Affiliation： School of Computer Science and Technology Date of Defence： June， 2014 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 随着科技的不断进步与发展，机器人技术已经逐步纳入社会发展领域的重要 组成部分。而现阶段的仿人机器人领域已经成为国内外技术人员竞相征占的制高 点。仿人机器人之所以能成为机器人研究人员的研究热点，除了其自身具备的精 确灵活、高效自主的优点之外，适应环境、完成任务的能力是人类无法企及的。 仿人机器人的研究涵盖了诸多领域，包括机器学习、人工智能、传感技术、通信 技术、计算机图形学、仿生学等相关学科。伴随着人类生活的软硬件水平逐步提 高，各行各业对于机器人的要求也变得越来越高，也使仿人机器人的发展面临着 更大的挑战。 视觉系统和路径规划是运动机器人研究的两个至关重要的领域。本文是针对 仿人机器人的嵌入式视觉和路径规划两个方面进行了以下研究： （1）选用了较通用的 HYPERLINK /link?url=_B6VT7QGOT8eFqx-je0peEDcmT3X3O4O8uZAfUo0H30vrwBH6DEpfKCoiGHWlKt9 S3C2440 开发板，针对嵌入式双目视觉的要求搭建了 硬件和软件开发环境。完成了 Linux 内核的裁剪和文件系统的移植，并成功将 OpenCV 视觉库和 Qt 移植到了嵌入式开发平台中。 （2）在机器人视觉方面，通过 OpenCV 视觉库中的双目视觉算法来实现仿 人机器人前进方向障碍物的识别和测距。将双目视觉引入到嵌入式系统当中，通 过 OpenCV 视觉库的移植和使用方便了算法的继承和开发，与传统的采用单独视 觉芯片的方法相比，节省了开发成本，应用前景广阔。 （3）在仿人机器人的路径规划方面，针对仿人机器人双目视觉对环境感知局 限性的问题，选用了基于模糊控制的路径规划算法。这种基于经验的算法对环境 和障碍物有很强的适应性，可以使仿人机器人在运动过程中，做到无碰撞运动。 通过实验证明，将上述方法应用到仿人机器人上后，可以很好的完成环境识 别与路径规划任务，从而进一步验证了方案的有效性与可移植性。 关键词：嵌入式视觉；仿人机器人；路径规划；OpenCV I Abstract With the progress and development of science and technology, robot technology has been gradually incorporated into an important part of the field of social development. And at the present stage, the field of humanoid robot has become the hot spot of the research which domestic and international technical personnel are fighting for. Except for the advantages of its accurate,flexible, efficient and independent, the ability of humanoid robot to adapt to the environment, complete the task is beyond the reach of human. Research on humanoid robot covers many fields, including machine learning, artificial intelligence, sensor technology, co