多傳感器融合技術(shù)在機(jī)器人環(huán)境辨識(shí)中的研究.pdf

1、在實(shí)際環(huán)境的辨識(shí)中,很少采用單一的傳感器來完成.因?yàn)槊恳环N傳感器都受到一定使用條件的限制,往往只能反映被測系統(tǒng)某一方面的特性.在外界干擾下,測量的準(zhǔn)確性和可靠性也會(huì)受到很大的影響.為此,在實(shí)際系統(tǒng)辨識(shí)中,目前廣泛采用的是多傳感器融合(multi-sensor fusion)技術(shù).多傳感器融合技術(shù)在工業(yè)、交通和機(jī)器人等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景.本文的主要內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于多傳感器融合的機(jī)器人障礙物軌跡跟蹤系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠完成機(jī)器人手臂對(duì)

2、環(huán)境中障礙物的軌跡跟蹤、預(yù)測,并且能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞檢測和碰撞預(yù)警的功能.本文首先對(duì)課題研究所采用的機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟、硬件的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹.然后在傳感器融合技術(shù)方面進(jìn)行了三個(gè)階段的研究:視頻傳感器融合技術(shù)、超聲波傳感器技術(shù)和多傳感器融合技術(shù).論文介紹了一種基于雙目視覺的攝像機(jī)模型,即對(duì)兩個(gè)視頻傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合來實(shí)現(xiàn)雙目視覺.該模型不僅考慮了攝像機(jī)的外部姿態(tài)參數(shù),還考慮到攝像機(jī)的有效焦距、畸變等內(nèi)部參數(shù),論文中給出了這些參數(shù)的標(biāo)定方法.

3、考慮到檢測精度和檢測速度的要求,采用在障礙物體上安置特征點(diǎn)的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的跟蹤,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示數(shù)據(jù)在深度上的誤差比較大,為此引入了超聲波傳感器技術(shù)來彌補(bǔ)視頻傳感器的不足.論文中詳細(xì)的分析了超聲波傳感器的工作原理及其相關(guān)特點(diǎn),同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要設(shè)計(jì)了超聲波傳感器與計(jì)算機(jī)的接口卡,并介紹了接口卡的軟硬件研制方案.實(shí)驗(yàn)顯示超聲波傳感器在深度方向能獲得比較精確的數(shù)據(jù).經(jīng)過進(jìn)一步的分析,我們發(fā)現(xiàn)雙目視覺與超聲波傳感器所獲得數(shù)據(jù)能互補(bǔ),特別是