基于計算機視覺的移動機器人室內導航若干技術研究.pdf

1、自主導航的移動機器人可以應用在各種特殊的工業(yè)生產環(huán)境中,如無人無塵車間、危險惡劣環(huán)境等.視覺導航是移動機器人自主導航的一個研究分支,視覺導航的優(yōu)點是信息量大,靈敏度高,成本低,并且可根據需要靈活地改變或規(guī)劃路徑,視覺導航越來越成為移動機器人自主導航中的一個重要研究方向.基于視覺導航的技術主要包括導航避障、機器人定位和控制系統(tǒng)設計等方面.光流場在視覺導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,用于導航.機器人定位所要解決的是實時地獲取機器人在所在環(huán)境中的位置信息,并用于機器人運動規(guī)劃和導航.本課題研究工作主要包含室內移動機器人視覺導航技術的兩個方面,一是計算機視覺中光流場技術研究,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合的光流計算方法,試驗表明,這兩種算法具有較高的準確性和魯棒性;二是室內移動機器人視覺導航技術的研究,提出了一種基于特征點識別、跟蹤的室內移動機器人導航算

3、法,該算法在地面上布置具有幾何位置關系的特征點序列,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值,再利用計算機圖像坐標系和世界坐標系之間的轉換關系,計算出移動機器人在世界坐標系中相對特征點的偏移距離和偏轉角作為反饋來控制移動機器人,同時利用計算出的移動機器人和特征點之間的相對距離進行室內導航.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航算法較好地解決了室內移動機器人視覺導航中的運動物體檢測、機器人定位問