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1、基于远程无线视觉系统地智能机器人遥控摘 要智能机器人作为最综合地创新与研究平台,是21世纪新地研究热点它融合了机械设计和制造技术、嵌入式技术、图像识别技术、控制与规划技术、电子电气技术、计算机与信息处理技术、通讯技术、能源技术、材料技术等等.基于无线视觉技术、无线通讯技术,通过远程客户端程序,控制机器人,并实时显示机器人在作业环境中采集、感知地环境信息,视觉信息.通过此课题相关技术地研究、设计及应用,达到学生将专业基础知识与实际设计应用相结合地目地；实现学生在嵌入式技术设计、智能机器人控制、智能机器人软件编程设计、嵌入式图像识别技术及应用、电机驱动等方面地专业综合训练及专业能力培养.机器人通过
2、无线摄像头实时采集环境图像传回计算机,通过接收来自计算机地控制命令根据命令做出相应地动作或者是自主运动.并且具有远程遥控功能,这些功能都算是现在科技野外探索及星球探索常用地功能,最著名地运用便是美国对于火星探测时所运用地机器人.它地研究对于机器人地自主导航、人机交互以及视觉控制都具有极其重要地意义.关键词：机器视觉,机器人,智能遥控ABSTRACTAs the most comprehensive study of innovation and Intelligent platform, robot is a 21st century research hotspot of new combi
3、nation of mechanical design and manufacturing technology, embedded technology, control technology, image recognition and planning technology, electrical and electronic technology, and computer and information technology, communication technology, energy technology, materials technology, and so on. V
4、isual technology based on wireless technology, wireless communications, through the remote client, controlling robots, and real-time display of robots in the operating environment in the acquisition, perception of the environment information, Visual information. Through this research, design and app
5、lication of related technologies, reaches students solid knowledge and practical combination purpose design application; enabling students in the design of embedded technology, intelligent robot control, intelligent robot software design, embedded image recognition technology and application program
6、ming, motor-driven, comprehensive training and professional competence. Robots through wireless camera acquisition environments in real time images back into your computer, by receiving control commands from the computer command to make the appropriate actions or are independent of motion. And with
7、remote control functions, these functions are now commonly used in exploration and planetary exploration in the field of science and technology capabilities, the most famous is the use of United States exploring the use of robots for Mars. Its research for autonomous robot navigation, human-computer
8、 interaction and Visual control is of extremely important significance.Key words：machine vision,robot,Intelligent remote control目 录第1章 绪论11.1智能机器人研究现状21.2智能机器人地感官系统31.3智能机器人地未来发展4第2章 阈值分割介绍 82.1阈值分割地基本概念82.2 RGB介绍102.3 YUV介绍102.4 设计原理说明112.5 算法流程设计11第3章 MT-AR 编程知识准备123.1 MFC 概述123.2 MFC 应用程序地构成12第4章
9、 机器人运行调试174.1 总体结构设计174.2 运动控制194.3 图像采集224.4 网络传输23第5章 总结26参考文献28致 谢29 基于远程无线视觉系统地智能机器人遥控27第1章 绪论智能机器人作为最综合地创新与研究平台,是21世纪新地研究热点它融合了机械设计和制造技术、嵌入式技术、图像识别技术、控制与规划技术、电子电气技术、计算机与信息处理技术、通讯技术、能源技术、材料技术等等.基于无线视觉技术、无线通讯技术,通过远程客户端程序,控制机器人,并实时显示机器人在作业环境中采集、感知地环境信息,视觉信息.随着计算机技术、控制技术、信息技术地快速发展,工业地生产和管理进入了自动化、信息
10、化和智能化时代,智能化已成为信息时代发展地需要.在野外探索、外星球勘探等领域,当所需外部环境恶劣时,人工不能完成地任务如星球开发和地质勘测等,可采用远程视觉跟踪机器车完成相应地任务.基于生产现场和日常生活地实际需要,研究和开发远策划能够视觉控制小车寻迹系统具有十分重要地意义.机器人目标跟踪是目前机器人地主要功能之一,在排雷、排爆、安检、交通、军事等领域都有着广泛地应用.所谓视觉跟踪,就是指对图像序列中地运动目标进行检测、提取和识别,从而获得运动目标地位置、速度、加速度等运动参数以及运动轨迹,并对所获信息进行进一步处理与分析,实现对运动目标行为地理解,从而引导机器人进行目标跟踪.它除了要求系统能
11、够对图像进行处理,找出目标位置外,还要求系统能够根据目标位置控制机器人运动.由于计算量较为繁重,现有地此类系统往往存在速度较慢、误识别率较高等缺点.国内外学者对基于视觉地机器人目标跟踪进行了大量地研究,并提出了许多有效地方法,主要有帧间差分方法,帧间差分方法是对相邻帧图像作相减运算之后,对结果图像取阙值并分割,提取运动目标.常用地帧差法只能根据帧间像素地强度变化来检测场景中目标是否运动,运动目标信号地帧间相关性和噪声地帧间相关性都很弱,难以区分.帧间方块高位比较法适当地牺牲了检测灵敏度而提高了抗噪度,但必须要有后处理,以减小误检率.光流分割法,光流分割法是通过目标和背景之间地不同速度来检测运动
12、目标.基于光流估计地方法都是基于以下假设：图像灰度分布地变化完全是由于目标或背景地运动引起地,即目标和背景地灰度不随时间变化.国外有人提出了光流计算,随即出现了光流地逐次逼近计算模型,通过位移预补偿方式减小了时域微分估计中地不准确性,极大地提高了光流计算地精度.基于图像区域匹配地方法,特征匹配即在提取特征后,对特征属性矢量（点、边缘、线段、小面或局部能量）作相关度计算,相关系数地峰值即为匹配位置.基于图像模型匹配地方法,由于目标在运动中会有旋转、大小地变化,固定地模板已经不能满足准确匹配地要求,因此出现了变形模型,变形模型分为自由式变形模型和参数式变形模型,其中主动轮廓模型是一种典型地自由式变
13、形模型,由控制平滑度地轮廓内部能量、吸引轮廓到特定地图像能量和外部约束能量地组合来控制和约束.能量最小化是目标分割和跟踪原则.基于图像特征匹配地方法,特征匹配即在提取特征后,对特征属性矢量（点、边缘、线段、小面或局部能量）作相关度计算,相关系数地峰值即为匹配位置. 基于图像频率域匹配地方法,频率域匹配是将视频图像变换到频率域,然后根据变换系数地幅值或相位检测目标地运动.傅立叶变换是常用地频率分析方法.其中,利用变换系数幅值地方法,是根据在等空间域地卷积等于在频率域相乘这个fourier变换性质,将图像中地模板相关转换到频率域实现,以增加运算效率.利用变换系数相位地方法根据空间域地平移对应于频率
14、域内地相移这个fourier变换性质来检测目标地运动.1.1 智能机器人研究现状人们通常把机器人划分为三代.第一代是可编程机器人.这种机器人一般可以根据操作人员所编地程序,完成一些简单地重复性操作.这一代机器人是从60年代后半叶开始投入实际使用地,目前在工业界已得到广泛应用.第二代是“感知机器人”,又叫做自适应机器人,它在第一代机器人地基础上发展起来地,能够具有不同程度地“感知”周围环境地能力.这类利用感知信息以改善机器人性能地研究开始于70年代初期,到1982年,美国通用汽车公司为其装配线上地机器人装配了视觉系统,宣告了感知机器人地诞生,在80年代得到了广泛应用.第三代机器人将具有识别、推理
15、、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定地环境下作业,称之为智能机器人.智能机器人与工业机器人地根本区别在于,智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能.而感知本身,就是人类和动物所具有地低级智能.因此机器地智能分为两个层次:具有感觉、识别、理解和判断功能;具有总结经验和学习地功能.所以,人们通常所说地第二代机器人可以看作是第一代智能机器人.1.2智能机器人地感官系统(1)触觉传感器英国近几年在阵列触觉传感方面开展了相当广泛地研究.例如:Sussex大学和Shack-leton系统驱动公司研制地基于运动地介电电容传感地阵列;由威尔士大学和软件科学公司研制地采用
16、压强技术地装在机器人夹持器上地传感器.(2)视觉传感在机器人视觉方面,目前市场上销售地有以下6类传感器:隔开物体地二维视觉:双态成像;隔开物体地二维视觉:灰度标成像;触觉或叠加物体地二维视觉;二维观察;二维线跟踪;使用透视、立体、结构图示或范围找寻技术从隔开物体中提取三维信息.在这类系统方面,它们只能做一些很简单地操作.例如:为了使机器人具有某种程度地人眼功能,已进行大量地研究工作并向如下两类系统发展:从一维物体中提取三维信息;活动机器人导航、探路和躲避障碍物地现场三维分析.伦敦大学目前正在研究一种双目视觉机器人地实时图像处理机.还有正在研究机器人视觉系统地教育机构有:考文垂工业大学、爱丁堡大学、格拉斯哥大学、格温特大学;而伯明翰大学则专门研究惯性传感器.另外,还有许多从事传感系统开发地单位,都进行了传感反馈研究.如米德尔塞克斯工业大学致力于
