基于視覺導(dǎo)航及定位的地面移動機(jī)器人對接技術(shù)研究.pdf

1、本文主要研究了基于視覺的地面移動機(jī)器人對接技術(shù)，主要包括對接系統(tǒng)的設(shè)計、顏色分割、目標(biāo)識別、攝像機(jī)標(biāo)定、單目測距和機(jī)器人控制策略等算法，整個的對接系統(tǒng)達(dá)到了比較好的效果。本文主要在以下幾個方面做了研究:
　　 根據(jù)本文所要研究的問題和任務(wù)，設(shè)計出一個合理的對接系統(tǒng)，分為對接站和對接機(jī)器人兩部分。對接站由一個圓形顏色標(biāo)記和一個對接裝置組成;對接機(jī)器人使用視覺導(dǎo)航的四輪機(jī)器人，由CAN總線連接計算機(jī)與電機(jī)驅(qū)動器，對接機(jī)器人通過對顏色

2、標(biāo)記的識別和定位完成對接任務(wù)。
　　 本文提出了基于HSI顏色閾值的分割策略對對接站的標(biāo)記圖像進(jìn)行分割，取得了很好的分割效果，在標(biāo)記圖像顏色單一，且與背景很好的區(qū)分情況下，該分割方法很有效;接著使用簡化的Canny算子對輪廓提取，并與其他的邊緣提取算子進(jìn)行了對比;標(biāo)記的重心則使用標(biāo)記輪廓進(jìn)行計算，而不使用傳統(tǒng)的區(qū)域像素求取，減少運(yùn)算時間。
　　 在目標(biāo)識別時提出先利用目標(biāo)輪廓信息進(jìn)行粗判斷，接著使用模板匹配方法進(jìn)一步匹配

3、，該方法大大降低了識別的時間;利用幾何約束的測距原理，結(jié)合對接系統(tǒng)的標(biāo)記特點(diǎn)，提出了單目測距方法，即先根據(jù)提取到的輪廓利用本文提出的橢圓擬合方法進(jìn)行擬合，通過橢圓得到偏角和距離等參數(shù)，對目標(biāo)進(jìn)行定位。通過實(shí)驗(yàn)表明文中的算法具有較高的精度和可行性。
　　 本文提出的控制策略分為對接站搜索和對接機(jī)器人移動兩個階段。在對接站搜索階段主要是使用目標(biāo)識別算法在機(jī)器人視野中搜索對接站標(biāo)記;在移動階段，用到本文提出的控制算法，即把機(jī)器人視野分