多移动机器人系统协作实验平台及其视觉分割和定位方法

摘要

本发明公开了一种多移动机器人系统协作实验平台及其视觉分割和定位方法。所述协作实验平台由全局视觉监测系统和多个机构相同的移动机器人组成；其中全局视觉监测系统由门形支撑、CCD摄像机、图像采集卡和监控主机组成；CCD摄像机安装于门形支撑上并与移动机器人对应设置，CCD摄像机通过视频线与安装在监控主机PCI插槽内的图像采集卡相连。所述视觉分割方法结合帧差法和光流法进行障碍物分割。所述视觉定位方法基于色标板进行阈值分割来实现。本发明不仅能满足多移动机器人系统中编队控制、目标探索、任务分配和路径规划等协作技术的实验验证，而且具有成本低和搭建迅速的优点。

主权项

一种多移动机器人系统协作实验平台，由全局视觉监测系统和多个机构相同的移动机器人(12)组成；其中全局视觉监测系统包括门形支撑、CCD摄像机(8)、图像采集卡(9)和监控主机(10)组成；其特征在于：所述CCD摄像机(8)安装于门形支撑上并与移动机器人(12)对应设置，CCD摄像机(8)通过视频线与安装在监控主机(10)PCI插槽内的图像采集卡(9)相连；所述全局视觉监测系统的门形支撑包括底座(1)、竖直下支撑管(2)、两通紧固件(3)、竖直上支撑管(4)、L型连接件(5)、横支撑管(6)和摄像机支架(7)；底座(1)由底板(13)通过螺钉(14)与T型支撑管(15)相连构成，竖直下支撑管(2)的一端插在T型支撑管(15)里；两通紧固件(3)由上螺帽(18)、两端中空螺纹管(17)和下螺帽(16)组成，竖直上支撑管(4)的一端依次通过上螺帽(18)、两端中空螺纹管(17)和下螺帽(16)插在竖直下支撑管(2)的另一端里面；横支撑管(6)通过L型连接件(5)与竖直上支撑管(4)固定；摄像机支架(7)设置于横支撑管(6)上；所述的摄像机支架(7)由马鞍卡(19)、螺栓(25)、托盘(21)和T型万向支架(22)组成；CCD摄像机(8)通过紧固螺钉(23)与T型万向支架(22)相连，T型万向支架的底盘(24)通过螺栓(25)与托盘(21)相连，托盘(21)再通过螺栓(20)与跨在横支撑管(6)上的马鞍卡(19)相连；通过马鞍卡(19)实现CCD摄像机(8)绕着横支撑管(6)旋转；所述的移动机器人(12)由三层组成，由上至下依次为：色标板(26)、控制层(27)和底层(28)；色标板(26)由基板(29)、主色标(31)和三个辅色标(30)组成，基板(29)的颜色为固定黑色；位于基板(29)中心的主色标(31)的颜色是固定蓝色；三个辅色标(30)的颜色为黄色和红色，不同移动机器人用三个辅色标(30)的不同颜色组合来区分；所述的控制层(27)以控制电路板(34)为基础，在控制电路板(34)上通过单排座连有五个超声波测距传感器(33)和无线接收模块(32)，五个超声波测距传感器(33)以夹角30°均衡布置在机器人前方；所述的底层(28)以机器人底板(35)为基础并通过左码盘轮(37)、右码盘轮(38)和万向轮(36)支撑；所述左码盘轮(37)和右码盘轮(38)对称设置并且结构相同，其中左码盘轮(37)与左轮直流电机(39)相连，左轮直流电机(39)通过电机卡帽(40)、左轮码盘测速模块(43)和螺栓(41)固定在机器人底板(35)上，左码盘轮(37)和左轮码盘测速模块(43)配合进行测速；右码盘轮(38)与右轮直流电机(42)相连，并与右轮码盘测速模块(44)配合测速；机器人底板(35)上以夹角45°布置三个红外测距传感器(45)。