基于雙目立體視覺和側向路徑的AGV導航技術研究.pdf

1、移動機器人的導航技術是決定其智能水平的關鍵技術。視覺導航以其具有信息量大等優(yōu)點成為移動機器人智能導航的研究熱點。本文以XAUT.AGV100為研究對象,為了提高其智能水平,對其采用視覺導航方式。論文闡述了雙目立體視覺定位原理,對其所涉及的圖像獲取、攝像機標定、特征提取等進行了分析研究,目的是使視覺導航式AGV在運動過程中通過對所設定路徑標識的檢測實現其自身位姿信息的估計,最終完成對設定路徑的跟蹤。本論文主要的研究內容有： 1.根

2、據AGV的發(fā)展現狀,分析了AGV常用的導航方式。針對本文采用的視覺導航技術,分析了立體視覺模型及信息獲取原理,在此基礎上,確定了攝像機在AGV上的安裝方式和位置,并建立了本文所用視覺導航系統的視覺模型。 2.為建立二維圖像信息與三維空間信息間的對應關系,通過對現有攝像機標定方法的基本原理和特點的分析比較,選用兩步標定方法完成了AGV視覺導航系統的標定。 3.分析了雙目視覺匹配技術。針對AGV的工作環(huán)境及其運動特性,為使其

3、跟蹤設定路徑,設計了兩種路徑標識模板即特征匹配模板,提出了基于圖像灰度特征識別的匹配特征提取算法。為驗證所設計的特征匹配模板的合理性和特征提取方法的可靠性,在高精度激光加工機上進行了定位試驗：采用雙目視覺導航系統實現了對兩種不同特征匹配模板的準確識別,并采用視差測距原理完成了目標點的三維信息恢復即定位。試驗結果表明,所設計的模板合理,特征提取方法簡單、可靠、準確。從另一方面也證明了將所設計的模板用作視覺導航式AGV的路徑標識,采用所提出

4、的特征提取方法可以使AGV快速地完成模板的定位,即自身相對路徑標識的位姿估計。 4.在AGV實驗平臺上進行了路徑跟蹤實驗。實驗結果驗證了攝像機標定結果是正確的,所選路徑標識簡單、有效,所提出的特征提取算法能快速完成特征的提取。視覺導航式AGV可通過對設定路徑標識的檢測進行導航,導航精度可以滿足其實際導航要求。 本文通過對視覺系統的標定、定位試驗及路徑跟蹤試驗等驗證了所設計模板是合理的,提出的標識識別算法是有效可行的。本文