近年來,隨著社會(huì)老齡化程度的發(fā)展和人力成本的不斷上漲,很多賓館、飯店、療養(yǎng)院等場(chǎng)所都面臨著服務(wù)人員缺乏的困境。同時(shí),隨著計(jì)算機(jī)硬件和人工智能技術(shù)不斷發(fā)展,各種各樣的智能產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),逐漸開始走入千家萬戶。服務(wù)機(jī)器人作為很多服務(wù)業(yè)崗位的低成本替代選擇,已經(jīng)開始嶄露頭角,向?qū)嵱没粩噙~進(jìn)。本文以自主開發(fā)的服務(wù)機(jī)器人作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了一套基于單目攝像頭的服務(wù)機(jī)器人機(jī)器視覺系統(tǒng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容有如下幾個(gè)部分:介紹了本文所搭建的服務(wù)機(jī)器人的系統(tǒng)架構(gòu)和軟硬件設(shè)計(jì),分析闡述了基于STM32的下位機(jī)電路單板設(shè)計(jì),介紹了兼做上位機(jī)使用的的嵌入式圖像處理平臺(tái)Nvidia JETSON TX2的軟硬件架構(gòu)。建立了相機(jī)的光學(xué)模型,介紹了世界坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系和相機(jī)坐標(biāo)系及它們之間的轉(zhuǎn)換方法。在相機(jī)小孔成像模型基礎(chǔ)上引入畸變,建立了非線性成像模型�；贚inux的V4L2驅(qū)動(dòng)框架進(jìn)行了攝像頭驅(qū)動(dòng)的編寫,使用基于移動(dòng)平面模板的標(biāo)定方法完成了攝像頭內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定。研究實(shí)現(xiàn)了服務(wù)機(jī)器人定位識(shí)別室內(nèi)門牌的功能。分析闡述了門牌圖像的預(yù)處理算法,包括灰度化處理,對(duì)圖像進(jìn)行直方圖均衡以化增強(qiáng)細(xì)節(jié),使用高斯濾波器濾除噪聲...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 服務(wù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機(jī)器視覺研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容及安排
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.1 服務(wù)機(jī)器人底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)
    2.2 服務(wù)機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)
    2.3 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器
        2.3.2 基于STM32的控制單板設(shè)計(jì)
        2.3.3 服務(wù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制
    2.4 機(jī)器視覺系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
        2.4.1 圖像處理平臺(tái)硬件選型
        2.4.2 圖像處理平臺(tái)軟件介紹
    2.5 本章小結(jié)
第三章 攝像頭驅(qū)動(dòng)及標(biāo)定
    3.1 引言
    3.2 相機(jī)驅(qū)動(dòng)編寫
        3.2.1 Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)
        3.2.2 基于V4L2架構(gòu)的攝像頭驅(qū)動(dòng)編寫
        3.2.3 相機(jī)驅(qū)動(dòng)功能驗(yàn)證
    3.3 相機(jī)成像模型
        3.3.1 相關(guān)坐標(biāo)系
        3.3.2 小孔成像模型
        3.3.3 非線性成像模型
    3.4 相機(jī)參數(shù)標(biāo)定
        3.4.1 標(biāo)定方法介紹
        3.4.2 相機(jī)標(biāo)定結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第四章 門牌檢測(cè)識(shí)別功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 引言
    4.2 圖像預(yù)處理方法研究
        4.2.1 灰度化處理
        4.2.2 直方圖均衡化
        4.2.3 圖像濾波
    4.3 門牌檢測(cè)識(shí)別
        4.3.1 邊緣檢測(cè)
        4.3.2 門牌檢測(cè)定位
            4.3.2.1 橢圓形門牌檢測(cè)
            4.3.2.2 矩形門牌檢測(cè)
        4.3.3 字符分割
        4.3.4 字符識(shí)別
    4.4 門牌檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 門牌檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)總體架構(gòu)
        4.4.2 邊界條件處理
        4.4.3 容錯(cuò)功能設(shè)計(jì)
    4.5 服務(wù)機(jī)器人門牌檢測(cè)識(shí)別功能實(shí)驗(yàn)
        4.5.1 極端光照條件實(shí)驗(yàn)
        4.5.2 連續(xù)多幀實(shí)驗(yàn)
        4.5.3 門牌檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)指導(dǎo)下的服務(wù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 視覺里程計(jì)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 單目視覺里程計(jì)原理
        5.2.1 極線約束模型
        5.2.2 基本矩陣估計(jì)方法
    5.3 圖片特征提取算法研究
        5.3.1 SIFT算法
        5.3.2 SURF算法
        5.3.3 FAST算法
        5.3.4 特征提取算法選擇
    5.4 特征點(diǎn)跟蹤算法
        5.4.1 光流方法介紹
        5.4.2 KLT角點(diǎn)跟蹤算法
        5.4.3 RANSAC法剔除誤匹配點(diǎn)
        5.4.4 圖像匹配結(jié)果
    5.5 視覺里程計(jì)工程實(shí)現(xiàn)
    5.6 服務(wù)機(jī)器人視覺里程計(jì)功能實(shí)驗(yàn)
        5.6.1 直線前進(jìn)實(shí)驗(yàn)
        5.6.2 原地回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3808742