基于Vision-SLAM的仿人機(jī)器人自主行走的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)智能機(jī)器人的研究越來(lái)越關(guān)注。具有人類(lèi)外部特征的仿人機(jī)器人更是受到了人們的青睞并且得到了迅猛的發(fā)展。其中，仿人機(jī)器人自主行走研究成為仿人機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，而機(jī)器人視覺(jué)研究對(duì)研究機(jī)器人自主行走具有重要意義。
　　本文采用EKF-SLAM算法實(shí)現(xiàn)了在室內(nèi)環(huán)境中同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建，分別采用Color-contour方法與Harris-SIFT算法對(duì)環(huán)境中不同的Landmark進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)機(jī)器人

2、頭部的Laser傳感器獲取Landmark的位置及環(huán)境的地圖信息，然后采用迭代分割法和最小二乘法創(chuàng)建環(huán)境地圖。最后，對(duì)本文所提的方法利用NAO機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所提方法的有效性。具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，基于Color-contour方法對(duì)環(huán)境中顏色單一、形狀規(guī)則的物體進(jìn)行識(shí)別，使用Laser傳感器獲取目標(biāo)物體的位置信息，并與EKF-SLAM算法相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)NAO機(jī)器人的自主行走。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中設(shè)置Landmark和

3、干擾物對(duì)所提方法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，NAO機(jī)器人只有在識(shí)別并判定視野中的物體是Landmark時(shí)，才會(huì)調(diào)用Laser傳感器采集路標(biāo)的位置信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自主行走。此方法不僅能夠有效的識(shí)別物體，還降低了NAO機(jī)器人進(jìn)行定位的計(jì)算量。
　　其次，基于Laser傳感器采集的環(huán)境信息對(duì)局部環(huán)境地圖進(jìn)行了創(chuàng)建。建立URG-04LX Laser傳感器模型，對(duì)Laser坐標(biāo)系、NAO機(jī)器人坐標(biāo)系和全局坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對(duì)Laser獲取的環(huán)境中所有物

4、體的角度、距離和坐標(biāo)等位置信息利用Laser傳感器模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后采用迭代分割法和最小二乘法繪制環(huán)境地圖。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)所提方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，針對(duì)環(huán)境中物體形狀不規(guī)則、圖像復(fù)雜的問(wèn)題，提出將Harris-SIFT識(shí)別算法應(yīng)用于NAO機(jī)器人的自主行走，提高了仿人機(jī)器人的識(shí)別范圍?？蓪?shí)現(xiàn)仿人機(jī)器人對(duì)室內(nèi)環(huán)境中的特定物體進(jìn)行位置信息采集，避免對(duì)所處環(huán)境中所有物體都進(jìn)行信息采集，提高了信息采集的智能性和抗干擾能力。然后將