摘 要：采用嵌入式EPXA10為核心，以污水車自動泄放機器人為應用對象，本文介紹一種雙目視覺定位系統。提出一種利用模糊算法進行目標圖像的邊緣檢測，并結合雙目視覺定位的算法實現機器視覺定位的方法。針對污水泄放機器人的工作特點，采用主動尋找特殊圖的方法，達到快速準確對目標跟蹤定位的目的，完成對污水車泄放口的三維定位，機器人根據定位坐標可以準確地接通污水泄放管，快速把污水泄放到池中。

關鍵字：嵌入式系統，機器人，視覺定位系統

Abstract: Based on the embedded processor EPXA10, a system of Binocular Stereo Vision Localization for a robot system of sewage lorry self-discharging is presented in this paper. Especially, a new method of robot localization is presented, in which the Fuzzy theory is adopted for the edge detecting of the target image and the Stereo Vision algorithm is used for localization. Aimed at the special role of the robot, a method of actively searching a special image-symbol which can achieve a fast and exact localization is adopted for the purpose of three-dimension localization of the nozzle on the sewage lorry. According to the located coordinate, the robot can connect the sewage discharging pipes, and let sewage into the puddle.

Key words: Embedded system; Binocular Stereo localization; Robot vision; Sewage Discharge; Robot

1 引言

機器人視覺定位系統是機器人技術的一個很重要的部分，本文以污水泄放機器人為對象，介紹一種基于嵌入式系統的污水車泄放機器人的視覺定位系統。本文采用一種雙目視覺定位的算法實現對機器人進行定位，并用一種基于被動視覺的攝像機自主標定方法，采用線性最小二乘算法求得攝像機透視投影矩陣實現攝像機的標定，最后用一種特殊的圖像標志，引導機器人主動尋找目標完成目標定位和跟蹤。

作為一個貧水國家，我國的污水處理系統大都存在著自動化程度不夠高。在進行污水處理前，需要把污水從運輸車上泄放到污水池。目前污水泄放這項工作大都是由人工來完成。本文提到的污水泄放機器人的任務就是代替人來完成把污水從運輸車泄放到污水池的工作，即準確地將污水池的污水入口管道與污水車上的管道連接起來具有很好的社會意義和實際應用前景（如圖1所示）。系統的組成如圖1所示：

圖1 污水泄放系統示意圖

采用一種雙目視覺定位的算法實現對機器人進行定位，并用一種基于被動視覺的攝像機自主標定方法，采用線性最小二乘算法求得攝像機透視投影矩陣實現攝像機的標定，最后用一種特殊的圖像標志，引導機器人主動尋找目標完成目標定位和跟蹤。

2 嵌入式系統圖像處理器簡介

由于圖像處理過程中往往會包括多個步驟，如預處理、檢測、跟蹤、識別等（如圖1所示），因此對圖像進行實時處理的數據量非常大。此外，用于圖像分析、處理的嵌入式處理器對實時性要求非常強。本文采用Altera公司的一款內嵌ARM核的芯片EPXA10，它集高密度邏輯（FPGA）、存儲器（SRAM）及嵌入式處理器（ARM）于單片可編程邏輯器件上，實現了速度與編程能力的完美結合。

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