基于单目视觉的自主牵引机器人研究

王 京，王 霆，李金义，齐立哲

WANG Jing1, WANG Ting 1 , LI Jin-yi1 ,QI Li-zhe2

(1.北京电子科技职业学院 汽车制造技术系，北京 100026；2. 智通机器人技术有限公司，廊坊 030001）

0 引言

机器人有两个发展阶段：普通机器人和智能机器人。普通机器人只能准确地重复执行某些简单的规定动作；智能机器人则可像人类一样自主完成一些复杂任务。智能机器人与普通机器人的区别是增加了各种传感器，具有了感知、决策等能力能够自主实现轨迹的规划[1,2]。视觉是机器人获取周围世界信息最重要的来源之一，为智能机器人系统提供周围的环境信息。视觉测量分类方法有多种,按所用视觉传感器数量可以分为单目视觉、双目视觉等。单目视觉虽然缺少了环境的立体信息，但由于其结构简单、易标定，同时还能避免立体视觉中的视场小、立体匹配难的缺陷，在移动机器人中的研究仍然十分常见，特别是针对已知特征的物体的跟踪场合得到了广泛的应用[3～6]。

本文采用单目相机设计了一种在空间内能够跟踪靶标的自主移动机器人系统，它主要包括单目视觉系统、移动机器人平台、无线模块、上位机及控制软件。上位机控制软件首先对通过无线图像采集模块获得图像进行图像处理与特征提取，获得靶标的在图像坐标系下的当前位置信息，然后与靶标的目标位置进行比对，获得机器人的运动控制量，进而控制机器人始终跟踪靶标，从而实现了基于图像的机器人在空间位置控制过程。

1 机器人系统硬件组成介绍

设计的基于单目视觉系统的自主牵引机器人系统组成如图1所示。……