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文檔簡介
1、當前,智能家居理念深入人心,使清潔機器人產品受到越來越多關注。國內各科研機構在此領域的研究仍處于發(fā)展階段,還有巨大的進步空間。清潔機器人障礙檢測系統(tǒng)是機器人能夠自主地、自適應地完成清潔任務的關鍵部分,對其研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。針對傳統(tǒng)的紅外、超聲波障礙檢測方法中存在的信號探測范圍窄、物體信息不完整、系統(tǒng)擴展性差等缺點,本文擬將視覺傳感器引入清潔機器人障礙檢測系統(tǒng),采用雙目立體視覺技術完成障礙檢測算法的設計。
論文首先對
2、當前智能清潔器產品的國內外發(fā)展現(xiàn)狀進行介紹,并分析了它們的障礙檢測部分的實現(xiàn)原理,進而闡述了基于視覺的障礙檢測方法的發(fā)展現(xiàn)狀,制定了本課題的主要研究內容。在查閱文獻并結合產品整體設計理念的基礎上,提出了本系統(tǒng)的功能需求,以此完成清潔機器人障礙檢測系統(tǒng)的整體設計方案并介紹了系統(tǒng)的硬件平臺。
立體標定是實現(xiàn)雙目障礙檢測的基礎。通過攝像機成像模型,搭建物理世界中物理單位與圖像中像素單位之間的轉化橋梁。另外,還需要標定相機鏡頭引入的畸
3、變。本文基于張氏標定法,首先對左右攝像頭進行標定得到其內外參數(shù),進而基于雙目模型完成立體標定。
障礙物的實時檢測對于清潔機器人的正常工作至關重要,而立體匹配是雙目視覺障礙檢測方案中計算最為復雜和繁瑣的部分,因此立體匹配速度的改進是本課題研究的重點。本文選擇區(qū)域匹配算法作為研究的基礎,結合多分辨率匹配和可變視差搜索范圍減少匹配過程中的冗余,提高匹配的效率。同時,從無紋理區(qū)域、唯一性約束、自適應匹配窗口和邊緣區(qū)域校驗四個方面檢驗視
4、差有效性以減少誤匹配現(xiàn)象,最終提出了一種快速區(qū)域匹配算法,保障匹配在一定誤差范圍內地同時提高了速度。
針對障礙物的檢測,利用視差圖中易于分割的深度信息進行障礙物區(qū)域的提取。首先去除地表障礙及行進路線以外干擾,然后利用圖像閾值分割出前景中的物體,最后利用連通區(qū)域的面積信息提取出目標障礙物。另外,本文最后嘗試將此算法移植到ARM+linux嵌入式平臺上,推動了雙目立體視覺障礙檢測方法的實用化進程。
論文各章節(jié)中都給出了實
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