移动机器人系统机器视觉单元设计+CAD图纸(3)
研究一般物体识别，无论对于理论还是都有极其重大的意义。计算机视觉的核心在于识别，而一般物体识别又是识别中最为复杂核心的问题。在实践中，一般物体识别的研究则能给人类生活的方方面面，尤其是交通、国防、教育带来极为重大的影响，甚至改变人们生活的模式，对整个社会有着深远的意义。
进行基于机器视觉的物体识别研究为进一步的应用领域的发展打下结实的基础。
1.3移动机器人实验系统的研究概况
1.4论文的主要研究内容
本文对于移动机器人视觉技术进行深入研究，内容安排如下:
（1） 第一章阐述了移动机器人视觉概述、研究的目的及意义、国内外的研究现状。
（2） 第二章介绍了移动机器人视觉单元方案，机器视觉单元构成、机器视觉单元工作原理、机器视觉单元主要部件选型以及小结。
（3） 第三章介绍了移动机器人视觉单元机械部件设计，其移动机器人基本系统组成、移动机器人视觉单元机械结构设计以及小结。
（4） 第四章介绍了视频信号处理程序，其中信号处理程序设计方案包括了视频信号采样程序、视频信号转成图像文件程序、图像预处理、移动机器人环境图像预处理、信号处理实验和小结。
（5） 第五章介绍了摄像机标定，摄像机标定目的摄像机标定原理、摄像机标定方法、摄像机标定实验以及本章小结。
第二章 机器人视觉单元方案
2.1机器视觉单元构成
2.1.1机械部件
机器视觉系统一般以计算机为中心，主要由视觉传感器、高速图像采集系统、专用图像处理系统等模块组成，如图1.1所示。
图1.1机器视觉系统的基本组成框架
（1）视觉传感器。视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图像传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。它的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。图像传感器可以使用激光扫描器、线阵和面阵电荷耦合器（charge coupled device，CCD）摄像机，也可以使用最新出现的数字摄像机等。尤其是线阵和面阵CCD摄像机，它们在计算机视觉的发展和应用中发挥着至关重要的作用。随着半导体集成技术和超大规模微细加工技术的发展，面阵CCD摄像机不仅商品化，而且具有高分辨率和高工作速度。另外，它所具有的二文特性、高灵敏度、可靠性好、几何畸变小无图像滞后、图像漂移等优点，使其成为计算机视觉中非常适合的图像传感器。光投射器可以作为普通照明光源、半导体激光器、红外激光器等，它的主要功能是参与形成被分析的物体图像的特征。其他辅助设备为传感器提供电源、控制接口等功能。
进入20世纪90年代后，为满足对小型化、低功耗和低成本成像系统消费需求的增加，出现了几种新的固体图像传感技术，其中最引人注目且最有发展潜力的是采用标准互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）半导体工艺生产的图像传感器，即COMS图像传感器。可以预计，COMS图像传感器以其独特的优点在计算机视觉系统中将具有广泛的应用前景。
（2）高速图像采集系统。高速图像采集系统是又由专用视频解码器、图像缓冲器和控制接口电路组成的。它的主要功能是实时地将视觉传感器获取的模拟视频信号转换为数字图像信号，并将图像直接传送给计算机进行显示和处理，或者将数字图像传送给专用图像处理系统进行视觉信号的实施前端处理。随着专用视频解码器芯片和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）芯片的出现，目前大多数高速图像采集系统由少数几个芯片就可以完成。图像采集系统与计算机的接口采用工业标准总线，如ISA总线、VME总线、PCI总线等，使得图像采集系统到计算机的实时图像数据传输成为可能。