隨著信息化技術(shù)及工業(yè)自動(dòng)化的飛速發(fā)展,移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛。目前,移動(dòng)機(jī)器人在工業(yè)、電力、制造、服務(wù)、醫(yī)療和物流等許多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,通過移動(dòng)機(jī)器人的智能搬運(yùn)能力擴(kuò)展人類的工作能力、提高生產(chǎn)效率、推進(jìn)信息化管理和生產(chǎn),減輕或取代人類的繁重勞動(dòng)。在移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)中定位屬于核心技術(shù)之一。當(dāng)前解決移動(dòng)機(jī)器人定位問題較常用的技術(shù)就是二維碼定位技術(shù)。本文針對(duì)室內(nèi)移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人的需求,研制了一款基于賽靈思公司公司（Xilinx）可擴(kuò)展處理平臺(tái)Zynq-7000的模塊化嵌入式二維碼定位傳感器。根據(jù)室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的工作場(chǎng)景以及對(duì)傳感器的電氣指標(biāo)要求,確定傳感器系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)。采用DM（Data Matrix）碼作為傳感目標(biāo),選用MT9V034作為圖像傳感器。本文設(shè)計(jì)了傳感器的硬件電子電路、軟件、算法以及結(jié)構(gòu),完成了傳感器的硬件和結(jié)構(gòu)的加工打樣、組裝、標(biāo)定以及測(cè)試工作,完成了Zynq-PS部分的linux系統(tǒng)移植、Zynq-PL部分的FPGA部分開發(fā)、軟件及算法開發(fā)。同時(shí)設(shè)計(jì)了傳感器配套的二維碼圖形并打樣。本設(shè)計(jì)著重分析了DM碼圖像的濾波、二值化、邊緣檢測(cè)、特征識(shí)別、影射變換、定位和解碼。... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外移動(dòng)機(jī)器人定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外移動(dòng)機(jī)器人二維碼定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 傳感器硬件設(shè)計(jì)
    2.1 傳感器需求分析
    2.2 處理器和圖像傳感器選型設(shè)計(jì)
        2.2.1 處理器選型
        2.2.2 圖像傳感器選型
    2.3 硬件電路設(shè)計(jì)
        2.3.1 硬件總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.2 電源設(shè)計(jì)
        2.3.3 SD卡存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)
        2.3.4 圖像傳感器電路設(shè)計(jì)
        2.3.5 補(bǔ)光LED電路設(shè)計(jì)
        2.3.6 CAN通信接口電路設(shè)計(jì)
        2.3.7 HDMI調(diào)試接口電路設(shè)計(jì)
        2.3.8 千兆網(wǎng)口電路設(shè)計(jì)
    2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 傳感器定位與二維碼識(shí)別
    3.1 二維碼方案設(shè)計(jì)
        3.1.1 二維碼碼型選擇
        3.1.2 二維碼圖像模型設(shè)計(jì)
    3.2 傳感器建模與標(biāo)定
        3.2.1 傳感器建模
        3.2.2 傳感器標(biāo)定
    3.3 定位與二維碼識(shí)別算法架構(gòu)
    3.4 圖像二值化
    3.5 圖像濾波
    3.6 圖像邊緣檢測(cè)
    3.7 傳感器定位算法
        3.7.1 提取DM碼輪廓中的角點(diǎn)
        3.7.2 從輪廓中找出滿足L的三個(gè)角點(diǎn)
        3.7.3 判斷三個(gè)端點(diǎn)是否組成L形
        3.7.4 校驗(yàn)L形是否所求
        3.7.5 射影變換與位姿計(jì)算
    3.8 DM碼解碼
    3.9 本章小結(jié)
第4章 傳感器軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)
    4.1 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)整體方案
    4.2 AXI總線和VDMA
        4.2.1 AXI總線
        4.2.2 VDMA
    4.3 軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1 視覺傳感器驅(qū)動(dòng)
        4.3.2 Linux系統(tǒng)移植
        4.3.3 通訊協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.4 FPGA算法加速
    4.5 本章小結(jié)
第5章 傳感器樣機(jī)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)
    5.1 樣機(jī)裝配調(diào)試
    5.2 相機(jī)標(biāo)定測(cè)試
    5.3 圖像識(shí)別算法測(cè)試
    5.4 傳感器性能測(cè)試
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]AGV引爆物流智能化革命[J]. 金亞萍.  機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2017(02)
[2]鐵路物流基地規(guī)劃與布局的探討[J]. 唐昊.  鐵道貨運(yùn). 2015(12)
[3]二維條碼技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 肖琳,汪星一.  內(nèi)江科技. 2008(11)

碩士論文
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[3]基于單目視覺的環(huán)境特征提取與位姿估計(jì)算法研究[D]. 馮劍鋒.浙江理工大學(xué) 2018
[4]基于室內(nèi)環(huán)境的信息融合移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航研究[D]. 王光庭.山東理工大學(xué) 2018
[5]基于ROS的移動(dòng)機(jī)器人建圖導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 許玉龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]月面巡視器同時(shí)定位與制圖算法研究[D]. 鄭寒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[7]基于視覺的室內(nèi)自主偵查飛行器設(shè)計(jì)與研究[D]. 何科君.西南科技大學(xué) 2017
[8]基于RGB-D圖像的SLAM問題關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王劍楠.南京航空航天大學(xué) 2017
[9]智能倉庫管理系統(tǒng)中的機(jī)器人定位[D]. 施志華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[10]輪式移動(dòng)機(jī)器人的智能控制與無線遙控的研究[D]. 要小鵬.西安理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3187147