隨著科技的進步,機器人技術的逐漸完善,智能機器人可以代替人工提供更多的智能服務,如:變電站巡檢機器人的沿線巡檢,以及到達指定地點進行設備異常檢測、抓拍圖片保存到本地服務器或回傳到后臺服務器;博物館導游機器人到達指定文物地點為游客講解文物的相關歷史文化等。那么,機器人如何到達指定位置實現(xiàn)視頻監(jiān)控及語音服務是要解決的一大難題。機器人可以利用導航技術到達指定目標點,目前主流的機器人導航技術包括磁導航、激光導航、GPS導航、路標導航、視覺導航等。鑒于視覺導航的靈活性好、成本較低、易于實施等特點,在地面鋪設導航線的基礎上,利用視覺實現(xiàn)機器人的自主導航、自規(guī)劃路徑、自定位到達目標點,并在此位置進行視頻監(jiān)控及語音服務。主要研究內容如下:（1）自主導航。首先為機器人鋪設導航線,機器人利用視覺獲取導航線圖,并計算圖中導航線與其對應虛擬定標線之間的偏移角度、偏移距離;然后,通過PD（比例-微分）模糊控制規(guī)則調整機器人直行速度及旋轉角度,進而實現(xiàn)機器人沿導航線自主校正前行。（2）自主定位。在導航線的十字路口設計九宮格編碼圖案來實現(xiàn)機器人的節(jié)點定位;基于微信二維碼的識別原理,從九宮格編碼區(qū)域的四個頂角選取其中... 

【文章來源】：濟南大學山東省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

中值濾波常用的模板窗口類型圖

巡檢機器人的視覺導航及語音信息服務8圖 2.1 中值濾波常用的模板窗口類型圖2.2 PID 及模糊控制2.2.1 PID 控制PID(Proportion-Integral-Differential)指比例-積分-微分，PID 控制器是根據系統(tǒng)的誤差，將誤差的比例、積分、微分通過線性組合計算出控制量進行控制的[42]。根據系統(tǒng)操作的需要，可以選擇不同的方式來實現(xiàn)，典型的諸如：P 控制、PD 控制、PI 控制等多種形式。（1）P 控制P 控制是指當系統(tǒng)有偏差時，往偏差減小的方向實現(xiàn)比例調節(jié)。如控制鍋爐保持 60°恒定溫度為例，當溫度計顯示大于 60°時，表示鍋爐溫度過高，打開冷水開關往鍋爐里添加冷水，使得溫度降到要求的恒溫左右；當溫度計顯示小于 60°時，應該往鍋爐里添加煤炭以增大火候，使得溫度上升到所需恒溫附近。如果溫度計顯示的度數(shù)與恒溫度數(shù)相差較大，那么調節(jié)使得添加冷水的流速或者煤炭的頻率就大；如果兩者的度數(shù)相差較小，那么調節(jié)使得添加冷水的流速或者煤炭的頻率就小，即 P 控制調節(jié)的比例大小與系統(tǒng)的偏差有直接的關系

有高精度的視頻采集設備、高性能的工控機主機等硬件設施，有獨立的機作系統(tǒng)、良好的二次開發(fā)接口等軟件設計，滿足視覺導航系統(tǒng)開發(fā)的需求。 機器人系統(tǒng).1 機器人軟硬件機器人機身（如圖 3.1（a）所示）主要包括：頂板、用戶控制面板、車身及附件面聲吶環(huán)、電機、車輪、編碼器、電源、電池等[47]；內置工控機主機部分包括 Intel 雙2.4G 的 CPU、800MHZ 內存及其他如 FDD 接口、USB2.0 等多種標準接口；除此之還有串口網絡攝像頭（如圖 3.1（b）所示）、視頻采集卡等外援視頻采集設備，共合成的多功能先鋒機器人，如圖 3.1（c）所示。注：網絡攝像頭的 URL 路徑為 http://192.168.0.90/view/index.shtml

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于多顏色空間分割的溫室環(huán)境視覺導航路徑信息提取[J]. 王紅君,陳慧,岳有軍,趙輝.  江蘇農業(yè)科學. 2017(16)
[2]基于人工路標的魯棒的室內機器人定位方法[J]. 朱齊丹,劉鵬,蔡成濤.  計算機應用. 2017(S1)
[3]基于Floyd算法的多重最短路問題的改進算法[J]. 左秀峰,沈萬杰.  計算機科學. 2017(05)
[4]基于ORB-SLAM的室內機器人定位和三維稠密地圖構建[J]. 侯榮波,魏武,黃婷,鄧超鋒.  計算機應用. 2017(05)
[5]送餐服務機器人研究及設計[J]. 袁銀瑤,宋天麟.  科技創(chuàng)新與應用. 2017(04)
[6]基于模糊控制的自動泊車軌跡研究及仿真[J]. 李社蕾,張瀟,周望月.  計算機技術與發(fā)展. 2017(02)
[7]一種導游服務型機器人設計[J]. 倪文彬,陸廣華,張毅.  機械制造與自動化. 2016(06)
[8]基于顏色空間分布的多攝像機行人匹配方法[J]. 李娜,王洪元,王佳.  計算機工程. 2016(12)
[9]基于顏色空間和模板匹配的交通標志檢測方法[J]. 郝博聞,梁宇峰,李文強,倪鈺婷,溫斯傲,劉展寧.  智能計算機與應用. 2016(04)
[10]自適應神經模糊推理結合PID控制的并聯(lián)機器人控制方法[J]. 梁娟,趙開新,陳偉.  計算機應用研究. 2016(12)

博士論文
[1]自主移動機器人運動控制與協(xié)調方法研究[D]. 繆志強.湖南大學 2016
[2]拓撲圖的可靠性分析及其在移動社會網絡中的應用[D]. 林麗美.福建師范大學 2016
[3]基于激光雷達的室內AGV地圖創(chuàng)建與定位方法研究[D]. 滿增光.南京航空航天大學 2014
[4]大規(guī)模網絡最短路徑的分層優(yōu)化算法研究[D]. 宋青.上海交通大學 2012
[5]基于視覺導航的智能車輛目標檢測關鍵技術研究[D]. 張國權.蘭州理工大學 2012
[6]RGB顏色空間及其應用研究[D]. 黃國祥.中南大學 2002

碩士論文
[1]博物館講解機器人的設計與實現(xiàn)[D]. 陳志威.南京郵電大學 2017
[2]基于人工路標的室內機器人導航方法研究與實現(xiàn)[D]. 黃露.中國科學技術大學 2017
[3]變電站巡檢機器人磁導航系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 王金釵.西南交通大學 2015
[4]扭曲二維碼的識別算法研究與實現(xiàn)[D]. 楊絮.復旦大學 2013
[5]磁導航自動導向小車（AGV）關鍵技術與應用研究[D]. 周馳東.南京航空航天大學 2012
[6]基于Pioneer 3-AT的變電站巡檢控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 王可之.重慶大學 2011
[7]基于視覺的室內機器人移動操作控制方法研究[D]. 紀雪松.中國民航大學 2011
[8]攝像頭徑向畸變自動校正系統(tǒng)[D]. 戴劍鋒.華南理工大學 2010
[9]基于WiFi技術的定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 張利.北京郵電大學 2010
[10]基于RMI-IIOP的移動機器人遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D]. 牟龍芳.山東大學 2008



本文編號：3597773