2009年9月
第17卷第9期
电子设计工程
Electronic
V01．17
No．9
Design Engineering
Sept．2009
基于机器视觉的智能导览机器人控制系统设计
张伟，鲁守银，谭林
(山东建筑大学信息与电气工程学院，山东济南250101)
摘要：在研究机器视觉的移动机器人导航技术的基础上，基于层次结构。简单介绍导览机器人控制系统的总体方案
及软硬件设计。采用图像处理中的边缘检测和模板匹配方式进行机器人的视觉导航，使机器人在结构化道路环境
下能够自动躲避障碍物，停靠到目标点，并能向参访者导览解说，最后验证了该系统的有效性和优越性。
关键词：导览机器人；视觉导航；模板匹配；系统设计
中图分类号：7I睨42．6。2
文献标识码：A
文件编号：1674—6236(2009)09一0106—03
of
based on machine vision
system
tour
robot control
Design
intelligent
guide
Lin
ZHANGWei，LU
Shou-yin，TAN
andElectric
(School
Jianzhu
250101，China)
ofInformation
Engineering，Shond∞ng
Univers蚵，J／’，m
solution
navigation，this paper
carries on
based on hierarchical structure．The
system
Abstract：On the basis of
andhardware andsoftware
machine vision of mobile robot
introduces the total
researching
of tour
robot control
design
system
guide
vision
with the
of
deteeton and
the method makes
image processing．This
navigation
edge
template
among
matching
style
avoid
visi—
the robot Can
the obstacles automatically and
in the destination on the structured road。and
are verified．
to the
explain
park
effectiveness and
of the
superiority
tots．Finally，the
system design
Key words：tour
navigation；template matching；system
guide robot；vision
design
1
引言
移动机器人是机器人学一个重要分支，且随着相关技术
的迅速发展，它正向着智能化和多样化方向发展，应用广泛，
几乎渗透所有领域【lI。于春和12J采用激光雷达的方式检测道路
烈P0· 104摧
◆RS一485全双3：总线
。
婪制协调层
1
7
拿
毒
驱动设备
害
毒
嵌入武
ARId
零
用户扩
边界，效果较好，但干扰信号很强时，就会影响检测效果。付
梦印pl等提出以踢脚线为参考目标的导航方法。可提高视觉
导航的实时性。
罗盘／ces／陀螺
仪等模块
超声／红外传感器
信号采集模块
控制模块
展模块。
▲
。
鍪功执行层
上RS一485全双工总线(驱动设备总线)
1
7
这里采用视觉导航方式。机器人在基于结构化道路的环
善
善
零
善
境下实现道路跟踪，目标点的停靠，以及导游解说，并取得较
好的效果。
．电机控制器1
J
电机控制器2|I其他驱动设备1I 其他驱动设备2．
驱动土
驱动‘
⑩两
2导览机器人简介
图1智能导览机器人总体结构框图
导览机器人用在大型展览馆、博物馆或其他会展中心．
引导参访者沿着固定路线参访。向参访者解说以及进行简单
对话。因此导览机器人必须具有自主导航、路径规划、智能避
障、目标点的停靠与定位、语音解说以及能与参访者进行简
单对话等功能，并具有对外界环境快速反应和自适应能力。
基于层次结构，导览机器人可分为：人工智能层、控制协调层
和运动执行层。其中人工智能层主要利用CCD摄像头规划
和自主导航机器人的路径，控制层协调完成多传感信息的融
合。而运动执行层完成机器人行走。图1为智能导览机器人
的总体结构框图闸。
3导览机器人硬件设计
3．1人工智能层硬件实现
考虑到移动机器人控制系统要求处理速度快、方便外围
设备扩展、体积和质量小等要求，因此上位机选用PCI04系
统。其软件用C语言编程。采用USB摄像头，采集机器人前
方的视觉信息，为机器人视觉导航，路径规划提供依据。外设
麦克和扬声器，当机器人到达目标点后，进行导览解说。
3．1．1控制协调层的硬件实现
机器人传感器的选取应取决于机器人的t作需要和应
收稿日期：2009—04_ol
稿件编号：200904002
作者简介：张伟(1984-)，男，江苏泰州人，硕士研究生。研究方向：机器人视觉与图像处理。
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万方数据
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