本文關(guān)鍵詞：基于機器視覺的機器人路徑規(guī)劃與遠程控制方法研究

  更多相關(guān)文章： 機器人技術(shù) 機器視覺 路徑規(guī)劃 無線通信 視頻傳輸

【摘要】：隨著計算機科學(xué)、控制算法及理論、人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,機器人遠程控制技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用日益廣泛,在深海探險、惡劣工作環(huán)境中作業(yè)等領(lǐng)域也起著至關(guān)重要的作用。機器人的遠程控制技術(shù)突破了傳統(tǒng)現(xiàn)場控制方式的空間限制的同時,也增強了機器人的自主性。機器視覺是機器人學(xué)的一個分支,是通過機器人代替人眼采集環(huán)境中的視覺信息并進行分析處理的一門學(xué)科。近年來,機器視覺技術(shù)與機器人遠程控制技術(shù)結(jié)合的愈發(fā)緊密。通過引入機器視覺技術(shù),機器人可以更好的適應(yīng)環(huán)境的變化,提升了機器人遠程控制系統(tǒng)的魯棒性。通過通信網(wǎng)絡(luò),機器人將視覺信息反饋給遠程用戶,用戶可通過視頻監(jiān)控機器人,豐富了系統(tǒng)人機交互的方式。機器人的路徑規(guī)劃是機器人遠程控制技術(shù)的研究熱點,機器人首先感知外部環(huán)境信息,分析處理這些信息并作出決策,規(guī)劃出自身的運動路徑。機器人主要通過傳感器感知外部環(huán)境信息。相比其他傳感器,視覺傳感器為機器人提供了較為全面的環(huán)境信息,結(jié)合機器視覺技術(shù)進行路徑規(guī)劃,增強了機器人理解外部環(huán)境信息的能力,提高了路徑規(guī)劃的效果。此外,通過機器視覺視頻交互,用戶可指定機器人路徑規(guī)劃的目標點,增強機器人路徑規(guī)劃的趨向性。本文首先介紹遠程控制技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展情況,基本的機器視覺圖像預(yù)處理理論知識。其次,針對路徑規(guī)劃問題,分析了全局路徑規(guī)劃以及局部路徑規(guī)劃中存在的問題,設(shè)計了一種結(jié)合全局路徑規(guī)劃以及局部路徑規(guī)劃的混合路徑規(guī)劃方法,該方法首先通過全局路徑規(guī)劃規(guī)劃處全局路徑,用于指導(dǎo)機器人運行。在機器人運行過程中,提出了一種基于感知哈希算法的局部障礙物檢測方法,檢測出機器人沒有先驗性知識的局部障礙物信息,用于機器人局部路徑規(guī)劃。然后介紹了一種基于機器視覺的機器人遠程控制方法,對其控制策略與關(guān)鍵技術(shù)進行了分析。確定了系統(tǒng)的通信方案,對系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)進行初步的設(shè)計。最后,對系統(tǒng)的指令通信,視頻傳輸過程進行測試,在Matlab平臺上對混合路徑規(guī)劃算法進行了仿真,取得了不錯的效果。
【關(guān)鍵詞】：機器人技術(shù) 機器視覺 路徑規(guī)劃 無線通信 視頻傳輸
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 背景及意義8-9
• 1.1.1 課題研究背景8
• 1.1.2 課題目標及意義8-9
• 1.2 機器人遠程控制技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展情況9-11
• 1.2.1 機器人遠程控制技術(shù)的國內(nèi)發(fā)展情況9-10
• 1.2.2 機器人遠程控制技術(shù)的國外發(fā)展情況10-11
• 1.3 基于機器視覺的機器人路徑規(guī)劃方法關(guān)鍵技術(shù)簡介11-13
• 1.3.1 機器視覺技術(shù)11
• 1.3.2 圖像處理技術(shù)11-13
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 機器人路徑規(guī)劃算法研究15-40
• 2.1 引言15
• 2.2 機器人路徑規(guī)劃方法簡介15-17
• 2.2.1 全局路徑規(guī)劃方法簡介15-16
• 2.2.2 局部路徑規(guī)劃方法簡介16-17
• 2.3 基于柵格地圖A*搜索機器人全局路徑規(guī)劃17-30
• 2.3.1 全局地圖柵格法建模17-19
• 2.3.2 A*算法簡介及流程19-21
• 2.3.3 算法仿真結(jié)果及存在的問題21-23
• 2.3.4 改進算法及驗證23-30
• 2.4 基于人工勢場法的機器人局部路徑規(guī)劃方法30-39
• 2.4.1 傳統(tǒng)人工勢場法介紹30-32
• 2.4.2 傳統(tǒng)人工勢場法仿真結(jié)果及存在的問題32-34
• 2.4.3 改進斥力勢場的人工勢場法34-38
• 2.4.4 改進算法驗證仿真38-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第3章 基于機器視覺的機器人混合路徑規(guī)劃方法40-52
• 3.1 引言40
• 3.2 混合路徑規(guī)劃簡介40-43
• 3.2.1 機器人工作環(huán)境分析40-41
• 3.2.2 工作環(huán)境坐標系統(tǒng)41-43
• 3.3 全局規(guī)劃與局部規(guī)劃相結(jié)合的混合路徑規(guī)劃方法43-49
• 3.3.1 混合路徑規(guī)劃原理43-44
• 3.3.2 局部障礙物檢測方法44-47
• 3.3.3 局部路徑規(guī)劃策略47-49
• 3.4 混合路徑規(guī)劃流程49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第4章 基于機器視覺的機器人遠程控制方法及系統(tǒng)設(shè)計52-61
• 4.1 引言52
• 4.2 基于機器視覺的機器人遠程控制方法研究52-55
• 4.2.1 基于機器視覺的機器人遠程控制方法簡介52-53
• 4.2.2 基于機器視覺的機器人遠程控制策略53-54
• 4.2.3 基于機器視覺的機器人54-55
• 4.3 機器人遠程控制系統(tǒng)設(shè)計55-60
• 4.3.1 控制系統(tǒng)總體方案55-56
• 4.3.2 遠程控制系統(tǒng)通信模型設(shè)計56-57
• 4.3.3 遠程控制系統(tǒng)硬件設(shè)計57-58
• 4.3.4 遠程控制系統(tǒng)軟件設(shè)計58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 系統(tǒng)測試與仿真61-70
• 5.1 引言61
• 5.2 機器人遠程控制功能測試61-64
• 5.2.1 機器人遠程控制指令通信測試61-63
• 5.2.2 無線視頻傳輸測試63-64
• 5.3 機器人混合路徑規(guī)劃仿真64-69
• 5.3.1 虛擬環(huán)境下的混合路徑規(guī)劃仿真64-67
• 5.3.2 真實環(huán)境下的混合路徑規(guī)劃仿真67-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第6章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 研究工作總結(jié)70
• 6.2 研究工作展望70-72
• 參考文獻72-75
• 附錄75-77
• 致謝77-78
• 碩士學(xué)位論文信息備案表78

【參考文獻】

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本文編號：611811