基于機器視覺的智能輪椅障礙檢測方法研究.pdf

1、隨著社會的老齡化以及人們對殘疾人士關(guān)注的加深，關(guān)于助老助殘的服務(wù)機器人越來越成為人們的研究熱點。做為服務(wù)于殘疾人士以及老年人的智能輪椅屬于一種服務(wù)型機器人，并且它將機器人技術(shù)、計算機技術(shù)、模式識別、圖像處理等領(lǐng)域的先進成果融于一身，其發(fā)展也受到了國內(nèi)外的關(guān)注。同時，智能輪椅的安全性也成為了重中之重的問題。在智能輪椅行進當中及時檢測出路線上的障礙物和行人是其首要任務(wù)，同時也是當前智能輪椅研究中的熱點問題。
　　基于機器視覺的障礙物檢

2、測技術(shù)是最近幾年來快速發(fā)展的先進的檢測技術(shù)之一。相對于非視覺傳感器比較而言，基于機器視覺的障礙物檢測具有更為豐富的信息、寬廣的探測范圍和較為完整的目標信息等優(yōu)點。本文針對智能輪椅做為研究平臺，通過雙目立體視覺技術(shù)以及行人檢測技術(shù)研究分析障礙物及行人檢測方法的關(guān)鍵技術(shù)。本文的主要研究工作如下:
　　本文首先介紹了智能輪椅障礙物檢測中需要的關(guān)鍵技術(shù)，對攝像機標定、雙目匹配以及行人檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了概括。然后根據(jù)雙目立體視覺的兩

3、種不同的光軸模型闡述了通過雙目立體視覺測距的基本原理，通過對比選擇計算較為容易的雙目光軸平行模式。
　　分析對比了常用的攝像機標定算法，并針對棋盤格標定法提出了棋盤格樣本篩選方法。該方法利用棋盤格中角點之間的關(guān)系排除角點檢測錯誤的樣本，使標定結(jié)果更加準確，并得到雙目攝像機的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)。
　　比較了行人檢測的兩大類方法的優(yōu)缺點，研究了基于梯度直方圖和支持向量機分類器的行人檢測。并利用該方法對攝像機獲取的圖像序列檢測，給出行

4、人在圖像中的位置。
　　針對立體匹配算法進行研究，通過對幾種立體匹配方法的對比，采用基于動態(tài)規(guī)劃的匹配算法，并利用攝像機標定結(jié)果得到視差圖。結(jié)合攝像機成像原理以及三維測距原理，并利用三角測量原理對距離進行計算。
　　最后，基于vs2012和OpenCV2.4.6對障礙物檢測進行仿真實驗。實驗證明，該方法適用于測量多種距離的場合，并對行人有特別的處理方式。為進一步實現(xiàn)智能輪椅的控制做了準備和鋪墊。
　　本文利用雙目立體視