移动机器人导航技术是智能机器人研究领域的一个重要方向,也是智能机器人的一项关键技术。近几年来,随着图像处理技术及计算机处理能力的飞速发展,加之视觉信号具有信号探测范围宽、获取信息完整等优点,视觉导航成为机器人导航的主要发展方向之一。本课题的主要任务就是为壁面清洗机器人设计视觉导航系统,以达到机器人自主完成清洗任务的目标。壁面清洗机器人视觉导航系统归属于机器视觉范畴,同时也是人工智能研究的热点。目前,机器视觉大多建立在PC-BASED系统或PLC-BASED系统上,软、硬件环境要求高、体积较大、成本较高,因而应用范围受到了一定的限制。与此同时,面向测控对象的嵌入式系统以其体积小、功耗低、性价比高、运用灵活、现场运行可靠等优点,在各领域得到了广泛的应用。因此,如果能将机器视觉建立在嵌入式系统平台上,不仅能拓展机器视觉的应用范围,而且也是技术发展的趋势。本文正是以此为出发点,将机器视觉与嵌入式系统结合起来,在开发基于嵌入式的机器人视觉导航系统方面进行了一些探索。本文首先阐述壁面清洗机器人视觉导航系统的课题背景及意义、然后介绍视觉导航的发展过程及国内外研究现状。在深入分析了高层建筑玻璃幕墙特点的基础上,提出了视觉导航系统的嵌入式实现方案,并设计了电路系统。为使机器人具有足够快的反应能力,并能稳定可靠的运行,对系统实时性和可靠性进行了深入的研究。为壁面清洗机器人建立了平行双目视觉模型,并在此平台上,研究了基于平行双目视觉系统的壁面清洗机器人障碍物检测算法。搭建了较为完整的视觉导航系统软件模型,并在MATLAB上编写了基于FPGA的机器人视觉避障算法程序,通过模拟实验,验证了算法的正确性。对高层建筑玻璃幕墙建立了二维笛卡儿矩形栅格模型,提出基于栅格的壁面清洗机器人路径规划方法,并详细论述了该方法的实现原理。