基于特征跟蹤的全自主移動機(jī)器人視覺導(dǎo)航研究.pdf

1、視覺導(dǎo)航具有采用其他傳感器導(dǎo)航方式所無法比擬的優(yōu)點，已成為移動機(jī)器人智能導(dǎo)航的主要發(fā)展方向。截止目前，視覺信息處理的實時性與魯棒性依然是制約全自主移動機(jī)器人視覺導(dǎo)航發(fā)展的主要瓶頸。本文在國家863計劃和中科院自動化研究所創(chuàng)新基金的資助下，以全自主足球機(jī)器人和室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的視覺導(dǎo)航為應(yīng)用背景，對基于特征跟蹤的視覺導(dǎo)航方法進(jìn)行了探討和研究。本論文的主要工作和創(chuàng)新之處如下： 第一，分析比較了當(dāng)前使用較多的顏色空間模型和顏色分布描述方

2、法，在此基礎(chǔ)上建立了一個較為精確的橢球描述模型，并對其進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換，使之更有利于顏色分割計算和模型參數(shù)更新。提出基于自適應(yīng)顏色分布模型的目標(biāo)跟蹤方法，在足球跟蹤和道路檢測實驗中，驗證了該模型的有效性和可靠性。 第二，提出了一種可用于視覺導(dǎo)航的線型目標(biāo)跟蹤方法。該方法以基于哈夫空間的tracker為核心內(nèi)容，通過對走廊邊界和門框豎直邊緣的跟蹤來為機(jī)器人提供導(dǎo)航信息。在跟蹤過程中，每個tracker獨立地完成建立目標(biāo)支持

3、集、哈夫變換檢測直線、更新數(shù)據(jù)等工作。最后，將所有tracker的信息綜合起來根據(jù)經(jīng)驗控制表直接驅(qū)動機(jī)器人本體行為。室內(nèi)走廊環(huán)境中的導(dǎo)航實驗表明，該方法十分簡潔實用。 第三，為減少圖像中的冗余信息，提高復(fù)雜場景中特征跟蹤的效率，提出了一種特征預(yù)測方法。該方法僅僅利用了圖像信息，在機(jī)器人限定在平面運動、攝像機(jī)光軸平行于該運動平面的前提下，不需對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，建立的求解方程也是線性的。實驗結(jié)果表明，該方法精度滿足視覺導(dǎo)航的需求。