摘 要

 
机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先设定的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如
1.生产业，例如利用电焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人等工业机器人进行机械生产等。
2.物流方面，例如利用移动机器人进行货物的卸载及搬运等。
3.危险的工作，例如利用军事机器人在战场上进行扫雷，利用航天机器人进行宇宙探索，利用工业机器人进行长时间的水下作业、利用科研机器人在火山等不利于人直接到达的区域采集标本等。
本文设计的视觉移动机器人主要内容包括：底盘结构设计、底盘的控制系统以及视觉算法。
1.底盘结构设计：机器人采用独立驱动的两轮式结构，动力源采用步进电机，减速装置采用齿轮减速，利用差速移动平台实现机器人的转向，选用增量式光电编码器对机器人速度进行检测，实现机器人的自主定位。
2.底盘控制系统：应用PIC16F877单片机接受视觉传感器的视觉信号，做出决策然后产生驱动信号，控制步进电动机。步进电机的驱动电路采用两个电机驱动芯片L298，实现步进电机的控制，完成机器人转向、加速等功能。
3.视觉传感部分及视觉算法：以视觉传感器做为机器人的感知系统，利用机器人的摄像头拍摄目标图像，通过图像处理技术提取机器人所在环境的环境特征，实现机器人对环境信息的采集。
 
关键词：移动机器人，运动控制，底层控制，PIC16F877，步进电机
 

Abstract

Robot (Robot) is automatic implementation of the robotic device. It can accept human command, they can run pre-set programs can also be formulated in accordance with the principles of artificial intelligence program action. Its mission is to assist or replace human work, such as
1. Production industry, such as use of arc welding robots, welding robots, distribution, robots, painting robots, industrial robots, mechanical production.
2. Logistics, such as using mobile robots for unloading and handling of goods,
3. Dangerous work, such as the use of military robots for demining in the field, using space robot space exploration, utilization of industrial robots for a long time underwater, using scientific robots in the volcano, which are not conducive to directly reach Regional collected specimens.
This mobile robot visual design include the following: chassis structural design, chassis control systems and vision algorithms.
1. Chassis Design: the robot driven by two independent structure, the power source by a stepping motor, gear reduction device with the use of differential steering mobile robot platform, use incremental photoelectric encoder of the machine one speed test, the autonomous robot localization.
2. Chassis control system: application of vision sensors PIC16F877 microcontroller to accept visual signals to make decisions and generate drive signals to control the stepper motor. Stepper motor drive circuit uses two motor driver chip L298, stepper motor control to achieve complete robot steering, acceleration and other functions.
3. Visual and visual sensing part of the algorithm: as a robot with vision sensor perception system, using the robot camera shooting target image, image processing technique to extract the robot through the environment where the environmental characteristics, information on the environment the robot collection.
 
Key words: mobile robot, motion control, the underlying control, PIC16F877, stepper motor
目录
摘 要 I
Abstract II
前言 1
1 基于视觉的移动机器人 2
1.1 移动机器人的研究历史 2
1.2 移动机器人的研究意义 3
1.3 移动机器人研究的国内外现状 5
2 视觉移动机器人方案的确定 8
2.1 视觉移动机器人机械结构设计方案 8
2.2 视觉移动机器人控制系统设计方案 10
2.3 视觉移动机器人视觉系统设计方案 11
2.4 视觉移动机器人最终模型 13
3 视觉移动机器人机械结构设计 15
3.1 电动机的确定 15
3.2 减速箱的确定 15
4 视觉移动机器人控制系统设计 21
4.1 运动学模型 21
4.2 电子元件选型 23
5 移动机器人的视觉算法 26
5.1 图像的采集 26
5.2 图像的预处理 26
结论 30
致　谢 31
参考文献 32
附录 33

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