论文摘要
移动机器人在军事,医疗,工业等方面的应用已经逐渐成熟,随着科学技术的发展以及人们生活水平的逐渐提高,以机器人代替人类进行高危险、高精度、机械化劳动已成为一种趋势。目前在人们生活的城市环境中充斥着大量地面污迹垃圾,如广告贴画以及宣传单等,并以其难清除、反复出现等难题严重干扰着人们的正常生活和城市的美观。为此本文设计了一种基于视觉摄像头的地面污迹清除机器人。该机器人能够自动寻找地面目标位置并清除。本文根据地面清洁机器人的实际需求设计了系统的总体结构,主要以机器人结构分析、视觉系统建模、图像采集处理、定位避障算法作为研究的主体。首先,设计机器人系统的总体构成,叙述了各个功能结构模块及其硬件配置;其次通过地面清洁机器人机械本体上的单目摄像头,对三维环境信息进行捕捉,通过视觉模型将三维信息转换为二维图像信息,并传递给主控制芯片,采用动态阈值法进行图像分割,之后选择标定像素点法对图像特征提取,计算地面目标物的实际位置;最后介绍当机器人行进过程中遇到障碍物时,运用以模糊控制理论为基础的避障算法实现机器人的避障。通过实验表明,本文设计的地面清洁机器人系统通过图像采集、处理以及对特征像素点的标定等步骤能够有效的识别地面污迹信息,并通过主控模块向执行机构发送指令将其清除,该系统具有较好的清洁效果,同时本文所使用的避障算法能够使机器人安全避障。