基于立體視覺的導(dǎo)盲機(jī)器人定位與地圖生成.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，使得這項技術(shù)越來越緊密的貼近人們的生活，在導(dǎo)盲工具上，機(jī)器扮演著越來越重要的角色。導(dǎo)盲機(jī)器人通過和盲人的交互，了解盲人想去的目標(biāo)地，通過自身的傳感器來來找尋這個地方，通過路徑規(guī)劃，并規(guī)避一些障礙引導(dǎo)盲人到達(dá)想去的地方。
　　建立地圖并實時的定位自身位置是導(dǎo)盲機(jī)器人能實現(xiàn)自主運(yùn)動一個非常關(guān)鍵的技術(shù)，本文的研究內(nèi)容也是圍繞于此展開。首先自行搭建了整個機(jī)器人平臺包括硬件結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)，其有著靈活的運(yùn)動控制功能，配備

2、著豐富的傳感器，如超聲波，紅外，語音，手柄模塊等，這些可以提供近距離的環(huán)境信息并能和盲人方便地進(jìn)行交互。其次在機(jī)器人平臺上安裝了視覺系統(tǒng)，主要包括兩臺相機(jī)及通過USB相連含有定位算法的PC。然后本文針對立體視覺來構(gòu)建環(huán)境地圖的方法做了詳細(xì)的分析，其中大致分為三個部分，分別為相機(jī)標(biāo)定及前期準(zhǔn)備部分、特征檢測與位置估計部分、稠密匹配和數(shù)據(jù)融合部分。其中對相機(jī)采集圖像的一些接口函數(shù)做了分析，并編寫了方便的交互式標(biāo)定程序，在此基礎(chǔ)上對相機(jī)進(jìn)行了

3、標(biāo)定。對于定位方法，在借鑒一些常用的檢測算法提出了更加合適的特征檢測算法，同時對卡爾曼位置估計的原理進(jìn)行詳細(xì)的分析。針對周圍環(huán)境景深信息是通過立體稠密匹配獲取的。本文著重闡述了匹配的原理，約束以及困難，最終提出本文的匹配算法，并詳細(xì)描述交代了本算法的主要思想。通過對匹配點的穩(wěn)定程度分級，高穩(wěn)定的強(qiáng)匹配點會增加匹配的額外信息，約束弱匹配的誤差范圍。在本文最后對定位信息和稠密匹配的信息通過投影映射進(jìn)行有效的融合，構(gòu)建了一個全局的地圖，同時減