基于双目视觉的智能送餐机器人系统设计-AET-电子技术应用

基于双目视觉的智能送餐机器人系统设计

2021年电子技术应用第1期

裴汉华，秦会斌

杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所，浙江杭州310018

摘要： 随着中国社会老龄化问题的日益加剧，劳动力的短缺将会严重阻碍社会经济的发展。智能机器人慢慢地融入到人类的生产生活中，逐渐开始代替人类发挥出越来越大的作用。针对传统的送餐机器人所存在的在送餐循迹过程中路径偏差较大的问题，设计并实现了一款基于双目视觉的智能送餐机器人系统。整个系统的硬件电路由图像采集模块、电源模块、电机驱动模块等组成。软件上通过立体匹配算法来设计最优路径。通过实验验证，方案是切实可行的，可靠地实现了餐厅送餐的智能化，具有很好的应用和推广价值。

关键词： 双目视觉系统视觉导航 CCD 立体匹配算法

中图分类号： TP242.6
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200781
中文引用格式： 裴汉华，秦会斌. 基于双目视觉的智能送餐机器人系统设计[J].电子技术应用，2021，47(1)：96-99.
英文引用格式： Pei Hanhua，Qin Huibin. Design of intelligent meal delivery robot system based on binocular vision[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(1)：96-99.

Design of intelligent meal delivery robot system based on binocular vision

Pei Hanhua，Qin Huibin

Institute of New Electron Device & Application，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou 310018，China

Abstract： With the increasing aging of Chinese society, the shortage of labor force will seriously hinder the development of social economy. Intelligent robots slowly integrate into human production and life, and gradually begin to play an increasingly important role in replacing humans. This article designs and implements an intelligent meal delivery robot system based on binocular vision to solve the problem of large path deviation in the meal delivery tracking process of traditional meal delivery robots. The hardware circuit of the whole system is composed of image acquisition module, power supply module, motor drive module and so on. The software uses the stereo matching algorithm to design the optimal path. Through experimental verification, this program is practical and reliable, and it has realized the intelligentization of restaurant meal delivery, and has good application and promotion value.

Key words : binocular vision system；visual navigation；CCD；stereo matching algorithm

0 引言

随着老龄化问题不断加剧,社会对于服务型机器人的需求进一步增加,在我国餐饮业中,顾客点餐和送餐等服务是最繁杂的工作^[1]。餐饮业劳动力的成本越来越高。再加上社会老龄化的问题日益加剧，传统的以人为劳动力的运营方式已经远远不能满足社会的需求，同时面对全球的经济压力，如何缩减成本也是各行各业都在考虑的问题。

送餐机器人的导航方式的设计直接决定送餐的效率，常用的方案有以下几种：(1)使用反射式红外光电管^[2]；(2)使用激光扫描^[3]；(3)使用磁导引传感器^[4]；(4)使用GPS导航^[5]。使用反射式红外光电管，信号处理的速度较快，电路结构也比较简单，但是感知前方道路的距离有限，容易受外界环境的干扰，精度低；使用激光扫描来导航，对环境无明显要求，通过反光带更改路线，但是成本太高；磁导引传感器通过铺设磁带更改路线，柔性较好，但一般磁导航传感器只能检测磁条上方100 Gauss以下的微弱磁场，容易受到周围金属物质的干扰，检测的结果容易产生偏差；使用GPS导航，环境的影响较小，稳定性和精度都很高，只是成本太高。除了以上的几种导航方式外，视觉导航的应用也很广泛。视觉识别导航通过采用CCD摄像机构建视觉导引系统，是实现智能导航的最佳方式之一，也是项具有潜力的实用技术^[6]。使用CCD的最大优势在于能够准确地判断出机器人前方较长的一段距离上路面的走向，可以给机器人的控制提供更多的信息，能够很好地弥补上述导航方案的缺陷。

本文采用双目视觉系统来为智能送餐机器人提供路径规划，与传统的路径规划相比成本较低，并且能够实时地采集和存储图像信息，方便以后的分析。系统中使用的立体匹配算法，能够减小信息获取处理过程中的计算量，缓解微处理器处理数据的压力，使得整个系统具有处理速度快、稳定性好、准确度高等特点。

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作者信息:

裴汉华，秦会斌

(杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所，浙江杭州310018)

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