移動(dòng)機(jī)器人雙目視覺導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)是機(jī)器人領(lǐng)域中一個(gè)重要的熱點(diǎn)問題，研究導(dǎo)航技術(shù)對(duì)于機(jī)器人廣泛應(yīng)用于生活生產(chǎn)中有著重大的意義。本文以智能機(jī)器人系統(tǒng)為研究對(duì)象，詳細(xì)設(shè)計(jì)了移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航系統(tǒng)問題所涉及到三個(gè)主要問題，也即機(jī)器人定位、環(huán)境建模、路徑規(guī)劃等關(guān)鍵性技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文采用方法的有效性。
　　首先，本文對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的硬件平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要包括移動(dòng)機(jī)器人本體、雙目視覺子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及基于混合傳感器方法航跡定位子系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明所

2、設(shè)計(jì)的自定位方法具有較好的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性，滿足移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的需求。針對(duì)設(shè)計(jì)的雙目視覺子系統(tǒng)，采用張正友標(biāo)定法進(jìn)行了攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)標(biāo)定，同時(shí)進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及分析。
　　其次，針對(duì)機(jī)器人導(dǎo)航中涉及的環(huán)境建模問題，在對(duì)比目前常用幾種的環(huán)境模型的表示方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，選擇了柵格地圖作為環(huán)境建模的表示方法。在進(jìn)行環(huán)境建模之前，本文對(duì)由雙目視覺子系統(tǒng)得到的圖像對(duì)進(jìn)行了預(yù)處理，減少圖像噪聲。對(duì)預(yù)處理后的圖像對(duì)進(jìn)行立體匹配，主要從特征提取

3、、匹配約束、匹配算法等方面來描述。匹配后利用雙目視覺三維重建的基本原理，得到了空間點(diǎn)的三維點(diǎn)云，并將其二值化，從而得到二維環(huán)境地圖。采用柵格障礙物法最終得到實(shí)驗(yàn)環(huán)境的柵格模型。
　　再次，機(jī)器人導(dǎo)航中最關(guān)鍵的路徑規(guī)劃問題作了深入的探討。文章首先簡述了規(guī)劃路徑的常用方法并分析了傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法在機(jī)器人路徑規(guī)劃和避障中的優(yōu)缺點(diǎn)。在傳統(tǒng)的人工勢(shì)場(chǎng)方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了局部極小值點(diǎn)的問題并進(jìn)行了相關(guān)改進(jìn)。最后針對(duì)傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法和改進(jìn)后人工