全自主機(jī)器人視覺(jué)目標(biāo)識(shí)別及其在定位和導(dǎo)航中的應(yīng)用.pdf

1、實(shí)時(shí)圖像處理、目標(biāo)識(shí)別、導(dǎo)航以及實(shí)時(shí)計(jì)算是計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究領(lǐng)域熱點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題，本文在總結(jié)現(xiàn)有機(jī)器人視覺(jué)研究成果的基礎(chǔ)上，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)視覺(jué)處理過(guò)程做了深入研究。并根據(jù)單目視覺(jué)中立體圖像恢復(fù)和雙目視覺(jué)標(biāo)定的原理，提出利用不同變動(dòng)焦距攝像頭來(lái)拍攝圖像的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知二維平面固定目標(biāo)的識(shí)別、定位，并在此基礎(chǔ)上，從二維平面圖像中恢復(fù)三維圖像。主要工作包括：
　　 1、針對(duì)視覺(jué)圖像預(yù)處理中視覺(jué)傳感器易丟失圖像的精度，從而引起圖

2、像的失真的缺點(diǎn)，引入攝像機(jī)景深原理，提出使用雙目攝像機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)解決場(chǎng)景中物體的深度恢復(fù)，由于這種攝像機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)攝像機(jī)焦距不同，采集到物體的近景和遠(yuǎn)景圖像也不同，從而為圖像的深度恢復(fù)提供了前提條件。
　　 2、在攝像機(jī)的標(biāo)定方面，對(duì)傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了分析和研究，并研究了在各個(gè)坐標(biāo)系下的攝像機(jī)模型，并利用透視變換矩陣對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。并在此基礎(chǔ)上，對(duì)主動(dòng)攝像機(jī)的標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，其中主要工作是對(duì)攝像機(jī)平行移動(dòng)

3、和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的標(biāo)定技術(shù)做了討論，最后對(duì)機(jī)器人的自標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了深入探索，解決了機(jī)器人在變動(dòng)視場(chǎng)下能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定的問(wèn)題。
　　 3、在特征提取和目標(biāo)識(shí)別方面，研究了運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和光流運(yùn)動(dòng)對(duì)特征提取的影響，通過(guò)對(duì)不同的特征提取方法的研究，逐步得出空間物體的幾何特征提取方法。通過(guò)對(duì)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)識(shí)別算法的研究，來(lái)提高物體識(shí)別功能，并且減少外界對(duì)特征識(shí)別的干擾。在對(duì)顏色的特征識(shí)別做了研究以后，引入計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的光線跟蹤原理，來(lái)進(jìn)一步提高

4、物體的識(shí)別精度和抗干擾能力，光線跟蹤原理還具有對(duì)光線的要求低的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是對(duì)機(jī)器人的內(nèi)存和計(jì)算能力要求過(guò)高。
　　 4、在定位和導(dǎo)航方面，通過(guò)對(duì)機(jī)器人定位所遇到的問(wèn)題的研究，提出相應(yīng)的解決辦法，在對(duì)各種地圖的表示方法進(jìn)行比較和研究后，運(yùn)用上面的地圖表示方法對(duì)實(shí)驗(yàn)室的地圖環(huán)境進(jìn)行了構(gòu)圖。
　　 5、在機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)用方面，主要研究一種機(jī)器人模型，這種模型有別于雙目視覺(jué)機(jī)器人，它采用在頭頂安裝攝像機(jī)，來(lái)代替全局?jǐn)z像頭進(jìn)行圖像