12、基于人工视觉控制的移动机器人设计、构建与编程

基于人工视觉控制的移动机器人设计、构建与编程

1. 引言

近年来，随着技术的发展，移动机器人在众多领域展现出巨大的应用潜力，尤其是在对人类有高风险的区域。如今，得益于机械和传感器领域的进步，机器人能够与环境进行高度交互，更准确地描述周围环境。不过，移动机器人的发展仍面临一些技术障碍，例如：
- 延长电池续航时间以实现更高的自主性。
- 增强导航系统的能力，实现高效、灵活、容错和安全的自动移动。
- 提高多机器人编队控制的效率，解决优化扩展、路径规划和交通管理等问题。

2. 相关工作

• 视觉定位 ：有研究通过设计红外地标，基于Visual C++6.0和OpenCV构建系统软件，开发基于视觉和人工地标的移动机器人定位系统。通过视觉传感器获取红外地标图像，经图像处理识别其质心，再利用三角测量法确定机器人在世界坐标系中的位置。
• 视觉跟踪 ：有研究引入了使用无迹卡尔曼滤波器（UKF）的移动机器人视觉跟踪系统。该系统通过整合编码器、惯性传感器和有源信标的信息，准确估计移动机器人的位置和方向，并在机器人运动时将相机转向目标。
• 目标运输 ：有研究提出并模拟了用于配送中心物体运输的轮式机器人。该机器人由人工视觉和模糊逻辑模块控制，通过位于配送中心上方的网络摄像头计算机器人的位置，利用图像处理和模糊控制实现机器人的速度估计和控制。
• 水下目标跟踪 ：有研究展示了基于视觉的自主水下航行器（AUV）目标跟踪的最新进展，提供了视觉相对定位的