机器视觉系统的作用和工作机理

机器视觉系统可用于移动机器人的导航。实际上，能用于机器人导航的传感器类型很多，如视觉传感器（包括单目视觉和双目立体视觉）、声呐、GPS、激光测距仪、罗盘和里程计（光电码盘）等[232]。一般实用型的机器人不会只依靠一种传感设备进行导航，而是采用多传感器融合技术，增加导航信息的完整性和冗余性，以达到精确和稳定控制机器人运动的目的。

机器视觉系统在机器人导航中主要起到环境探测和辨识的作用[233]。环境探测包括障碍探测和路标探测，而辨识主要是对路标进行识别，其目的是为移动机器人提供相关的环境信息，如障碍物相对机器人的位置信息、机器人在全局坐标下的位置信息，甚至运动物体的速度、方向、距离信息，以及目标的分类等。机器人视觉导航的优点在于其探测的范围广、取得的信息多，其难点在于机器人导航使用的视频图像信号数据量很大，要求系统具有较高的实时数据处理能力，同时如何从图像中提取对导航有价值的信息也是一个富有挑战性的工作。

一般而言，具有实用功能的简化版机器人视觉导航系统（见图3-17）由以下四个部分组成：

图3-17　机器人视觉导航系统

1.传感器单元

机器人视觉导航系统首先通过传感器单元获得各类信息，包括环境信息、机器人的姿态信息等。(www.xing528.com)

2.采集设备单元

采集设备将传感器系统采集的模拟信号转为数字信号，并将这些信号传递给信息处理单元。

3.信息处理单元

信息处理单元对接收到的信息进行处理，结合机器人的运动能力及导航要求生成控制指令，并发给机器人驱动控制系统。

4.移动机器人单元

移动机器人的驱动控制系统收到控制指令后，驱动相应电机转动，使机器人按控制指令运动。