基于計算機(jī)視覺的移動機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航若干技術(shù)研究.pdf

1、自主導(dǎo)航的移動機(jī)器人可以應(yīng)用在各種特殊的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,如無人無塵車間、危險惡劣環(huán)境等.視覺導(dǎo)航是移動機(jī)器人自主導(dǎo)航的一個研究分支,視覺導(dǎo)航的優(yōu)點是信息量大,靈敏度高,成本低,并且可根據(jù)需要靈活地改變或規(guī)劃路徑,視覺導(dǎo)航越來越成為移動機(jī)器人自主導(dǎo)航中的一個重要研究方向.基于視覺導(dǎo)航的技術(shù)主要包括導(dǎo)航避障、機(jī)器人定位和控制系統(tǒng)設(shè)計等方面.光流場在視覺導(dǎo)航避障中具有重要研究價值,通過分析攝像頭所采集到的連續(xù)序列圖像的光流場信息,可以檢測出場

2、景深度和障礙物信息,用于導(dǎo)航.機(jī)器人定位所要解決的是實時地獲取機(jī)器人在所在環(huán)境中的位置信息,并用于機(jī)器人運動規(guī)劃和導(dǎo)航.本課題研究工作主要包含室內(nèi)移動機(jī)器人視覺導(dǎo)航技術(shù)的兩個方面,一是計算機(jī)視覺中光流場技術(shù)研究,在該研究中提出兩種新的光流場計算算法:五點約束最小二乘算法和局部與全局相結(jié)合的光流計算方法,試驗表明,這兩種算法具有較高的準(zhǔn)確性和魯棒性;二是室內(nèi)移動機(jī)器人視覺導(dǎo)航技術(shù)的研究,提出了一種基于特征點識別、跟蹤的室內(nèi)移動機(jī)器人導(dǎo)航算

3、法,該算法在地面上布置具有幾何位置關(guān)系的特征點序列,利用單目攝像頭采集圖像、獲取環(huán)境信息,通過圖像處理提取特征點的坐標(biāo)值,再利用計算機(jī)圖像坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,計算出移動機(jī)器人在世界坐標(biāo)系中相對特征點的偏移距離和偏轉(zhuǎn)角作為反饋來控制移動機(jī)器人,同時利用計算出的移動機(jī)器人和特征點之間的相對距離進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航.本課題所提出的光流場計算算法和基于特征點視覺跟蹤的導(dǎo)航算法較好地解決了室內(nèi)移動機(jī)器人視覺導(dǎo)航中的運動物體檢測、機(jī)器人定位問