圖書(shū)館機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).

1、圖書(shū)館機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng) 研究(ynji)與設(shè)計(jì)共十七頁(yè)共十七頁(yè)項(xiàng)目實(shí)施(shsh)過(guò)程2012年1月2012年3月積累理論知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化整合與總體設(shè)計(jì)。資料查閱，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。2012年4月2012年6月研究出合理的視覺(jué)識(shí)別流程，對(duì)算法設(shè)計(jì)進(jìn)行突破。視覺(jué)識(shí)別算法設(shè)計(jì)與仿真。2012年7月2012年10月對(duì)視覺(jué)伺服框架有較清晰的認(rèn)識(shí)， 對(duì)機(jī)器人自適應(yīng)控制法有所突破。控制算法設(shè)計(jì)與仿真。2012年11月2012年12月總結(jié)得出有價(jià)值的理論和實(shí)際成果，形成高水平研究性論文并發(fā)表。研究結(jié)果整理，論文撰寫(xiě)和發(fā)表。共十七頁(yè)無(wú)人(w rn)圖書(shū)館機(jī)器人無(wú)人圖書(shū)館機(jī)器人工作過(guò)程研究視覺(jué)識(shí)別算法研究

2、控制算法研究共十七頁(yè)無(wú)人圖書(shū)館機(jī)器人工作過(guò)程(guchng)研究任務(wù)一：自動(dòng)借書(shū)功能機(jī)器人能夠根據(jù)圖書(shū)管理系統(tǒng)給出的指令(zhlng)，自動(dòng)取出讀者需要的書(shū)籍，并送到讀者手中 。共十七頁(yè)無(wú)人圖書(shū)館機(jī)器人工作(gngzu)過(guò)程研究任務(wù)二：自動(dòng)還書(shū)功能機(jī)器人靠自身安裝的RFID讀寫(xiě)設(shè)備讀取待還書(shū)的RFID標(biāo)簽內(nèi)容，圖書(shū)管理系統(tǒng)根據(jù)(gnj)標(biāo)簽內(nèi)容引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)入待還書(shū)應(yīng)歸入的區(qū)域，機(jī)器人完成書(shū)的搬運(yùn)并利用視覺(jué)系統(tǒng)完成書(shū)的上架。共十七頁(yè)無(wú)人圖書(shū)館機(jī)器人工作(gngzu)過(guò)程研究任務(wù)三:圖書(shū)入庫(kù)圖書(shū)管理信息系統(tǒng)通知書(shū)架確定空閑位置給待入庫(kù)圖書(shū)，引導(dǎo)(yndo)機(jī)器人將圖書(shū)放到指定位置。共十七頁(yè)視覺(jué)識(shí)別

3、算法(sun f)研究在圖書(shū)上下架時(shí)機(jī)械手如何利用機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行書(shū)脊正確快速識(shí)別問(wèn)題并未得到很好的解決。書(shū)脊視覺(jué)識(shí)別的難點(diǎn)在于書(shū)脊圖像本身比較復(fù)雜，每本書(shū)的輪廓與圖像細(xì)節(jié)部分不易區(qū)分(qfn)，且在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)械手與書(shū)脊之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這也給視覺(jué)識(shí)別增加了難度。因此設(shè)計(jì)如右圖所示的書(shū)脊識(shí)別流程。共十七頁(yè)視覺(jué)(shju)識(shí)別算法研究一、運(yùn)動(dòng)圖像模糊處里：由于機(jī)械手靠近(kojn)書(shū)架時(shí)與書(shū)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此會(huì)造成獲取的圖像模糊。運(yùn)用Wienier濾波去書(shū)脊圖像模糊，結(jié)果如下圖所示：共十七頁(yè)視覺(jué)(shju)識(shí)別算法研究二、小波分析法增強(qiáng)書(shū)脊輪廓小波變換將一幅圖像分解為大小、位置、方向均不相同

4、的分量，圖像經(jīng)二維小波分解后，輪廓主要體現(xiàn)在低頻部分，細(xì)節(jié)主要體現(xiàn)在在高頻部分。使低頻分解系數(shù)增強(qiáng)以突出輪廓，高頻分解系數(shù)衰減以弱化細(xì)節(jié)，再對(duì)處理后的系數(shù)進(jìn)行(jnxng)小波重構(gòu)，最終得到輪廓增強(qiáng)的圖像。共十七頁(yè)視覺(jué)識(shí)別(shbi)算法研究三、書(shū)脊邊緣檢測(cè)（1）能檢測(cè)出預(yù)抓取的目標(biāo)書(shū)籍的完整外部(wib)輪廓；（2）盡可能少檢測(cè)出書(shū)脊上文字的輪廓；（3）對(duì)當(dāng)前機(jī)器視野中所有書(shū)脊的輪廓能夠很好的區(qū)分開(kāi)。共十七頁(yè)視覺(jué)識(shí)別(shbi)算法研究四、書(shū)脊線(xiàn)段(xindun)查找共十七頁(yè)視覺(jué)(shju)識(shí)別算法研究五、有效性檢測(cè)結(jié)果當(dāng)書(shū)脊厚度較大且均勻時(shí)，有效檢出率較高，且算法耗時(shí)較少，基本可滿(mǎn)足魯棒實(shí)

5、時(shí)識(shí)別的需求；當(dāng)書(shū)脊厚度較小且均勻時(shí)，有效檢出率相對(duì)低一些(yxi)，但仍能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)識(shí)別需求；當(dāng)書(shū)脊厚度不一即隨機(jī)混合時(shí)，檢出率最低 ，耗時(shí)也最大，這種情況為最難識(shí)別的極端情況。共十七頁(yè)控制算法研究(ynji)機(jī)械手模糊PID控制模糊控制是基于模糊推理，模仿人的思維方法，其主要特點(diǎn)是：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和操作數(shù)據(jù)，而不需要精確的數(shù)學(xué)模型，具有較強(qiáng)大(qingd)的魯棒性和靈活性。模糊PID通過(guò)找出PID個(gè)參數(shù)與誤差和誤差變化率之間的模糊關(guān)系，在運(yùn)行中不斷檢測(cè)修改以滿(mǎn)足不同的要求。以和變化率作為輸入，以、作為控制器的輸出，運(yùn)用模糊控制規(guī)則實(shí)現(xiàn)對(duì)控制參數(shù)在線(xiàn)修改。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：共十七頁(yè)總結(jié)(

6、zngji)圖書(shū)館機(jī)器人機(jī)械手的圖書(shū)識(shí)別問(wèn)題實(shí)際上屬于攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)靜止的移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)問(wèn)題，這也是目前運(yùn)動(dòng)視覺(jué)研究的一個(gè)重要方向。常用的處理方法是分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得的圖像序列，可能是對(duì)某一感興趣區(qū)域的各個(gè)角度的觀察圖像序列，來(lái)建立目標(biāo)的3D結(jié)構(gòu)信息?？紤]到此種方法在程序處理時(shí)的復(fù)雜性，本文采取了一種新型綜合處理方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果已充分表明，該方法可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，且計(jì)算(j sun)量較小、識(shí)別率較高、實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，已成功應(yīng)用到我們研制的圖書(shū)館機(jī)器人裝置中。共十七頁(yè)謝謝(xi xie)欣賞指導(dǎo)教師(jiosh)：制作小組：共十七頁(yè)內(nèi)容摘要圖書(shū)館機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng) 研究與設(shè)計(jì)。圖書(shū)館機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng) 研究與設(shè)計(jì)。2012年11月2012年12月。圖書(shū)管理信息系統(tǒng)通知書(shū)架確定空閑位置給待入庫(kù)圖書(shū)，引導(dǎo)機(jī)器人將圖書(shū)放到指定位置。（1）能檢測(cè)出預(yù)抓取的目標(biāo)(mbio)書(shū)籍的完整外部輪廓。（3）對(duì)當(dāng)前機(jī)器視野中所有書(shū)脊的輪廓能夠很好的區(qū)分開(kāi)。當(dāng)書(shū)脊厚度較大且均勻時(shí)，有效檢出率較高，且算法耗時(shí)較少