随着现代信息技术的发展,机器人技术得到了突飞猛进的进步,在科学探测、救险救灾、军事领域、工业制造等领域中得到了广泛的应用,与此同时,人们生活水平也在不断提高,机器人技术应用在娱乐服务行业的例子也越来越多。基于视觉的移动机器人导航技术是现代移动机器人导航的热点,近年来一直被广泛的应用到机器人导航中,其中导航道路的检测问题是视觉导航方式的关键,它直接影响着机器人运动的准确性。视觉导航方式依着其获取信息量完整,智能化水平高等优点,在未来的机器人导航中一定会有广阔的发展空间。人们从事的工作多种多样,有的工作具有繁重性、重复性、有害健康甚至具有危险性等,所以需要一种设备去代替人们去从事这种工作,机器人具有可移动性,灵活性和自治能力,而且机器人不知疲倦,能适应各种环境的变化,所以应用越来越广泛。本系统设计是针对服务行业的移动机器人展览系统,可应用于展览馆、博物馆等有展览性质的活动的场所,代替解说员进行重复性的展览解说工作。本文研究了机器人导航线的获取算法、展览台特征标识识别算法和音频读取及播放算法。本文论述了机器人导航的研究背景、历史意义,详细论述了国内外研究现状,对机器人导航方式进行了比较深刻的研究,指出了各种导航方式的适用条件,同时介绍了本课题的目的及意义。研究了在视觉导航系统中常用的图像处理知识及算法,根据本系统的特点和要求,选取了图像的预处理算法、去噪算法、分割算法及颜色空间模型,本系统中处理的图像都是24位彩色图像,其中去噪算法选用中值滤波和数学形态学结合的算法,比较了各种分割算法并最终选用了最大类间方差法(OTSU方法)进行自动阈值分割和Sobel边缘检测。研究了机器人导航线的获取算法,详细分析了传统Hough变换方法和最小二乘法的优点和缺点,结合本文的导航道路环境,本文提出了一种基于边缘的双质心法,该方法的中心思想就是根据分割出的导航道路的边缘,计算出其中点,分别对上下半幅图像的中点集合求质心,根据得到的两个质心即可计算出导航直线。本方法简单快速,算法实时性好。研究了标志设计及识别的几种方法,介绍了数字识别、射频识别(RFID)和颜色识别方法,同时介绍了这几种方法的优缺点,并结合室内的展览环境,采用HSI颜色空间下的颜色识别方法进行展览台的识别,不仅满足了展览需求,而且识别比较简单,算法容易实现。研究了音频的几种常用格式及音频的播放方法,并分别介绍了几种音频的适用范围和几种播放音频方法的优缺点,结合本系统的特点和人们的习惯,最终选择了MCI方法播放WAVE格式音频文件。本系统是在DirectX基础上的移动机器人视觉导航展览系统,通过在VC++ 6.0中配置DirectX 9.0搭建实验平台,结合室内展览环境,通过采集道路图像进行图像处理,分割出展览台(展位)和道路,识别出展览台特征标识,播放对应的展览信息,完成展览解说任务,最终验证了算法的可行性和系统的完整性。