基于視覺的移動機(jī)器人全局定位算法設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、移動機(jī)器人定位是移動機(jī)器人能夠完成自主導(dǎo)航的關(guān)鍵，針對移動機(jī)器人定位開展研究具有重要而且現(xiàn)實(shí)的意義。全局視覺定位方法在多移動機(jī)器人場景下具有經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。然而在全局視覺定位過程中，算法易出現(xiàn)姿態(tài)求解困難、實(shí)時性差等缺點(diǎn)。為解決上述問題，本文開展基于視覺的移動機(jī)器人全局定位算法設(shè)計與實(shí)現(xiàn)研究。主要從以下幾個方面開展：
　　首先，對實(shí)驗(yàn)中使用的全局視覺定位原理進(jìn)行了分析。通過對實(shí)驗(yàn)中使用的攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到了攝像機(jī)的內(nèi)

2、參數(shù)和畸變參數(shù)，建立了圖像像素坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并使用得到的參數(shù)對攝像機(jī)成像進(jìn)行了矯正。為后續(xù)完成移動機(jī)器人全局視覺定位實(shí)驗(yàn)奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　其次，針對Camshift算法無法求解移動機(jī)器人姿態(tài)角問題，以及其定位失敗時不能自動恢復(fù)的問題，提出了一種 Camshift組合 SIFT的定位方法。首先通過Camshift求解移動機(jī)器人位置坐標(biāo)，隨后利用SIFT算法中特征點(diǎn)主方向角求解移動機(jī)器人姿態(tài)角，從而得到移動機(jī)器

3、人的位姿信息。當(dāng)Camshift算法定位失敗時，使用SIFT算法對移動機(jī)器人進(jìn)行定位并初始化其特征，然后再由Camshift進(jìn)行定位。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該組合算法的有效性。
　　最后，針對Camshift組合SIFT算法實(shí)時性差問題，提出了一種使用BRISK特征對移動機(jī)器人進(jìn)行定位的方法。首先對移動機(jī)器人模板和當(dāng)前視頻幀進(jìn)行 BRISK特征提取和匹配，然后使用特征點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變來篩選匹配的特征點(diǎn)，解決了錯誤特征點(diǎn)篩選困難的問題。在正確匹配