自然視覺路標輔助的機器人定位技術研究.pdf

1、精確的機器人自主定位是當今機器人研究的重要領域。傳統(tǒng)的GPS定位精確度高但受環(huán)境影響大，慣導屬于自主導航并且能同時輸出多種導航信息但存在累積誤差影響。本文首先介紹了GPS/INS組合導航系統(tǒng)取長補短兼具兩者的優(yōu)勢，是當今機器人導航中最常用的組合定位方法之一，同時介紹雙GPS測向系統(tǒng)可用于慣導初始化當中，實驗表明系統(tǒng)具有較好的精確度。但系統(tǒng)的抗干擾性不強，但在實際過程中，很多場合下GPS信號會受到遮擋而無法使用，導致組合系統(tǒng)整體定位精度下

2、降很快。
　　 此后本文立足尋找GPS之外的可靠的機器人定位手段，一方面提出基于自然視覺路標的機器人全局定位方法。以自然場景作為視覺路標，利用機器人在導航中獲得新圖像與路標圖像進行匹配定位，建立了GIST全局特征和SURF局部特征相結合的圖像快速匹配框架，并以圖像間匹配的特征點數(shù)目結合其尺度信息作為其相似性判定準則。實驗表明，系統(tǒng)具有較高的全局定位精度和實時性，匹配法則具有較好的敏感性。同時也分析了特殊復雜環(huán)境對圖像匹配系統(tǒng)魯棒

3、性的影響。
　　 另一方面，建立姿態(tài)解耦估計模型使慣導輸出較為可靠的姿態(tài)信息，同時引入輪式里程計與慣導進行航位推算以適當降低慣導累積誤差影響。最后，利用kalman濾波器將基于視覺自然路標的全局定位與慣導/里程計系統(tǒng)有效的融合起來并結合基于單目的運動估計算法修正慣導解算的航向。在這個組合中，以慣導/里程計作為主要的導航方式，視覺定位數(shù)據(jù)相當于精確的GPS定位數(shù)據(jù)對慣導系統(tǒng)進行修正。實驗基于典型的室外環(huán)境，使用全站儀作為機器人定位