轮式机器人避障系统.pdfVIP

0 轮式避障机器人控制系统v1.0 轮式机器人避障系统 设计说明书 单 位：西北工业大学 联系人： 闫奕岐 联系电话： 址：西北工业大学友谊校区 邮 编：710072 轮式避障机器人控制系统v1.0 目录 1 引言1 1.1 软件编写目的1 1.2 技术特色1 1.3 运行环境1 2 功能实现主架构2 3 代码核心算法说明3 3.1 改进的颜色识别算法3 1)色彩模型3 2) 彩色图像目标追踪5 3.2 有限状态机建模8 4 程序运行效果及界面功能说明9 4.1 主界面9 4.2 子界面10 5 关键程序框架10 5.1 基于直方图反投影和Camshift 的目标追踪算法10 5.2 状态转移函数12 1 轮式避障机器人控制系统v1.0 1 引言 1.1 软件编写目的 轮式机器人避障系统是以传统的轮式机器人避障竞赛项目为契机开发的通用 系统。通过该系统，机器人将由RGB 彩色摄像机转换为HSV 空间图像，探测终 点位置，同时根据当前避障状态进行自主决策，在保证顺利避障的前提下自主 行进到终点线位置。为了方便使用，将全部功能集成到GUI 界面上，在界面上 提供用户自定义色标、自定义指令集、串口配置等功能接口。 1.2 技术特色  基于HSV 色彩空间的目标检测 本系统利用QT 中的C++平台和OpenCV 视觉处理库，设计出一整套改进 的目标检测算法：通过色值转换公式，将RGB 图像转换为HSV 图像，再通过 对S 通道进行阈值处理排除光照影响，然后使用基于CamShift 的目标追踪的 算法检测终点线位置。目标检测的结果将作为下一步决策的重要参考信息。  基于有限状态机的策略设计 有限状态机（Finite-state machine, FSM），又称有限状态自动机，简 称状态机，是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学 模型。使用有限状态机进行建模优势明显：各个状态的细节互相独立地进行设计 互不干扰；然后通过状态转移条件将各个状态互相联通。在改进策略时，只需要 调整状态转移函数（也就是修改状态转移条件），就可以方便的测试多种不同 的策略，极大提高了开发效率。 1.3 运行环境 1）硬件环境 CPU=1.0GHz； 内存=1G； 硬盘=16G； 2）软件环境  软件开发的软件环境 QT 运行库； OpenCV 环境； 2 轮式避障机器人控制系统v1.0  软件运行的软件环境 QT Creator 软件平台； MinGw3.0.1 编译平台； 2 功能实现主架构