“基于激光測距的主動(dòng)三維景深的重構(gòu)技術(shù)研究與系統(tǒng)開發(fā)”為國家863計(jì)劃智能機(jī)器人技術(shù)專題項(xiàng)目。本項(xiàng)課題的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：針對傳統(tǒng)方法利用電機(jī)模塊驅(qū)動(dòng)激光測距儀時(shí)由于光源振動(dòng)造成誤差的缺陷，提出利用多邊形玻璃柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)來代替激光測距儀的轉(zhuǎn)動(dòng)從而解決光源振動(dòng)帶來誤差的問題。本項(xiàng)課題提出基于激光測距的主動(dòng)三維景深的重構(gòu)研究，旨在從視覺信息的獲取和處理的角度探討移動(dòng)機(jī)器人的相關(guān)理論及其應(yīng)用特點(diǎn)，從而為自主移動(dòng)機(jī)器人的定位、導(dǎo)航、軌跡規(guī)劃等技術(shù)的開發(fā)作出貢獻(xiàn)。
本系統(tǒng)采用ARM+DSP+FPGA的整體構(gòu)架：
1) 利用DSP對激光測距數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采用先進(jìn)的模糊PID控制算法實(shí)現(xiàn)多軸電機(jī)控制及通過基于時(shí)間標(biāo)簽的同步方法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)體間的控制同步。
2) 利用FPGA對測距數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了原始采集數(shù)據(jù)的局部濾波處理和視覺測量模型計(jì)算的并行執(zhí)行，數(shù)據(jù)運(yùn)算速度比普通的嵌入式微處理器效率大大提高。
3) 基于ARM-Linux的嵌入式三維數(shù)據(jù)采集與重構(gòu)平臺(tái)，采用開源Linux操作系統(tǒng)，使得在復(fù)雜的功能下系統(tǒng)的開發(fā)變得相對簡單。
4) 算法方面，我們提出了局部二鄰域均值快速自動(dòng)濾波算法和基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)修補(bǔ)算法，其中局部濾波算法能快速的解決分散的少量測量數(shù)據(jù)丟失的問題，GA-BP算法則主要針對大面積數(shù)據(jù)丟失的情況，有效的解決了空洞數(shù)據(jù)修補(bǔ)問題。
成像效果圖如下：
