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基于YHFT-DSP的履带式机器人自主行驶的研究

基于YHFT-DSP的履带式机器人自主行驶的研究

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作者：徐虔国防科学技术大学

学位级别：硕士

移动机器人安全避障，道路信息识别与导航是移动机器人研究的热点，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。包含图像信息的多传感器为移动机器人安全避障和道路识别导航提供了丰富的信息，在此基础上可以研究更为有效和稳健的算法。本课... 详细信息

移动机器人安全避障，道路信息识别与导航是移动机器人研究的热点，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。包含图像信息的多传感器为移动机器人安全避障和道路识别导航提供了丰富的信息，在此基础上可以研究更为有效和稳健的算法。本课题进行了三个方面的研究：第一，以AS-RF履带式移动机器作为对象，采用经典模糊控制方法实现多超声传感器避障;第二，利用AS-RF上配备的CCD摄像机，对走廊道路环境下移动机器人道路信息的识别、检测与导航进行研究;第三，在国防科学技术大学自主研制的高性能浮点数字信号处理器YHFT-DSP平台上，进行移动机器人多超声传感器避障和走廊道路的识别与导航的工程实现与验证。具体来说，首先对移动机器人的发展和国内外研究现状进行了介绍，分析了当今移动机器人主流的研究技术及难点。随着传感器类型的增加和道路图像信息复杂性的提高，移动机器人开发要求多传感器控制，道路图像识别与处理具有实时性、准确性、稳定性和有效性等特点。采用嵌入式系统可以满足移动机器人开发的要求，采用DSP芯片作为处理器，能够保证实时性，同时有效减少功耗，提高抗恶劣环境能力。其次，本文对课题使用的AS-RF机器人平台的运动控制、传感器分布及功能、视频采集流程等进行了介绍。针对传感器采集信息不完备性的缺点，将模糊理论应用到多超声传感器避障的控制中，定义避障控制输入与输出的模糊集合和模糊规则，并进行了实验验证。再次，本文选择走廊道路环境对AS-RF移动机器人的道路信息识别、检测与处理进行研究。通过采集道路图像、对道路图像进行强化和边缘提取，采用约束感兴趣区域的道路直线检测方法获取道路边界直线，结合走廊道路的特点设计一种通过角度约束的方法指导AS-RF机器人防偏移行驶，并且通过实验对算法和检测结果进行验证。最后，本文详细介绍了基于YHFT-DSP的开发板和视频采集处理板，并以YHFT-DSP开发板为平台研究AS-RF移动机器人安全避障，以YHFT-DSP视频采集处理板为平台研究AS-RF移动机器人道路识别与处理，对理论结果进行了实验验证。

关键词： YHFT-DSP 移动机器人视频采集处理板多超声传感器避障道路识别与检测

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