復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人障礙物檢測(cè)與避障研究.pdf

1、在室內(nèi)環(huán)境中，現(xiàn)有的機(jī)器人障礙物檢測(cè)系統(tǒng)和避障系統(tǒng)存在障礙物檢測(cè)效果不理想、容易發(fā)生碰撞、算法復(fù)雜且計(jì)算量大等問題。針對(duì)室內(nèi)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人安全移動(dòng)要求，優(yōu)化Kinect探測(cè)盲區(qū)，采用單一Kinect傳感器，運(yùn)用深度圖像與機(jī)器視覺結(jié)合的全景障礙物檢測(cè)方法，改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)法，降低了發(fā)生碰撞和鎖死的概率，使得移動(dòng)機(jī)器人的適用性更高。搭建了試驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了障礙物的檢測(cè)與避障試驗(yàn)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.運(yùn)用Kinect探測(cè)盲區(qū)優(yōu)化方法

2、，將深度圖像由原來的640×480轉(zhuǎn)化為480×640，降低了Kinect傳感器探測(cè)盲區(qū)對(duì)地面障礙物和懸空障礙物探測(cè)的影響，使機(jī)器人在更加合適的距離探測(cè)覆蓋機(jī)器人全身范圍的障礙物;推導(dǎo)計(jì)算圖像翻轉(zhuǎn)后的深度值提取公式，進(jìn)而獲得障礙物實(shí)際距離。
　　2.為了深度圖像中的障礙物輪廓較為平滑，便于檢測(cè)障礙物輪廓，對(duì)深度圖像進(jìn)行了預(yù)處理;通過對(duì)無障礙物環(huán)境的深度圖像進(jìn)行了基于統(tǒng)計(jì)平均的背景減除處理來消除深度圖像中地面背景的影響;然后對(duì)背景減

3、除法得到的差分圖進(jìn)行了二值處理，從而把障礙物從深度圖像中分離出來;對(duì)障礙物圖像進(jìn)行像素面積計(jì)算，過濾掉由噪聲導(dǎo)致的偽障礙物;然后通過檢測(cè)障礙物邊界，將障礙物的數(shù)量和邊界值提取出，為接下來避障路徑選擇做準(zhǔn)備。
　　3.計(jì)算障礙物的實(shí)際位置和邊界信息，確定障礙物相對(duì)于機(jī)器人的局部坐標(biāo)，轉(zhuǎn)化為世界坐標(biāo)后，將障礙物的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為人工勢(shì)場(chǎng)法的障礙物位置坐標(biāo);并對(duì)機(jī)器人移動(dòng)區(qū)域障礙物進(jìn)行過濾，將不對(duì)機(jī)器人行走構(gòu)成威脅的障礙物過濾掉，獲得有效的障