CACR-IR101010C隨著計算機科學(xué)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，越來越多的不同種類的智能機器人出現(xiàn)在工廠、生活當(dāng)中，機器人視覺系統(tǒng)作為智能機器人系統(tǒng)中一個重要的子系統(tǒng)，也越來越受到人們的重視。它涉及了圖像處理、模式識別和視覺跟蹤等領(lǐng)域。不同種類的機器人由于工作的重點不一樣，它的視覺系統(tǒng)在軟件或硬件上都有著細(xì)微的差別。本文研究基于服務(wù)機器人的單目視覺系統(tǒng)。它處理的是二維圖像，是基于對無遮擋物體顏色和形狀的識別以及3D目標(biāo)物體的平動跟蹤。

　　CACR-IR101010C視覺系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它既要做到圖像的準(zhǔn)確采集還要做到對外界變化反應(yīng)的實時性，同時還需要對外界運動的目標(biāo)實時跟蹤。因此，視覺系統(tǒng)對硬件和軟件系統(tǒng)都提出了較高的要求。目前比較流行的足球機器人技術(shù)，它的視覺系統(tǒng)屬于比較典型的快速識別和反應(yīng)類型。一般情況下，它是通過彩色標(biāo)志定標(biāo)的方法來達到對隊員和目標(biāo)的識別，以及通過擴展卡爾曼濾波器的預(yù)測功能來實現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤功能。在硬件上，采用一個現(xiàn)成的攝像機來實現(xiàn)一個機器人的圖像采集系統(tǒng)。

　　CACR-IR101010C本系統(tǒng)在設(shè)計上采用CMOS圖像傳感器代替CCD類型傳感器進行采集圖像，DSP處理芯片TMS320VC5509A進行圖像處理以及作為CPU控制，在設(shè)計過程中，為了直觀顯現(xiàn)機器人視覺系統(tǒng)識別和跟蹤的效果，專門采用了一個TFT格式的液晶來直觀顯示。軟件上，采用了一部分足球機器人的視覺技術(shù)來達到對目標(biāo)的快速識別，通過全局的特征矩構(gòu)建的雅可比矩陣達到對目標(biāo)的自適應(yīng)跟蹤。

　　1 CACR-IR101010C硬件部分設(shè)計

　　圖1CACR-IR101010C為系統(tǒng)硬件電路的功能模塊框圖。

　　1.1 CACR-IR101010C圖像采集

　　視覺鏡頭把外部的圖像信息成像在圖像傳感器的面陣單元上。目前流行的圖像傳感器有面陣CCD（Charged Coupled Device，電荷耦合器件）型和面陣CMOS兩種。相比較CCD型的圖像傳感器，CMOS圖像傳感器的有源像素單元為每一個像素提供了放大器，只需一個單供電低邏輯電平電壓，功耗只相當(dāng)于CCD的十分之一。CMOS圖像傳感器內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換部分，直接輸出數(shù)字信號?；谶@些因素，本系統(tǒng)采用了Omnivision公司推出的CMOS彩色圖像傳感器OV7635。

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