基于視覺的機器人定位方法及其實現(xiàn).pdf

1、隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。人們希望機器人不僅能夠在生產(chǎn)車間環(huán)境下完成大規(guī)模的裝配任務(wù)，而且也能在室內(nèi)和室外環(huán)境下完成比較復(fù)雜的任務(wù)。上述任務(wù)的完成都需要比較精確地實現(xiàn)機器人的定位。視覺傳感器因其所含的豐富信息，也受到了越來越多的關(guān)注，研究基于視覺的移動機器人定位具有非常重要的理論意義和較大的實用價值。本文以實驗室自主移動機器人為試驗平臺，以完成機器人在室內(nèi)環(huán)境下比較準(zhǔn)確的自定位任務(wù)為主線，對機器人定位方法的實現(xiàn)

2、和定位精度的提高方法進行了研究。 第一，對在室內(nèi)環(huán)境下自主移動機器人的定位技術(shù)、計算機視覺技術(shù)以及機器人的視覺系統(tǒng)等問題進行綜述和分析，并對本文的選題背景、主要內(nèi)容作了介紹。 第二，建立目標(biāo)物體的顏色模型和形狀模型，并用于室內(nèi)環(huán)境下物體的識別。首先深入分析各種顏色空間的適用性和優(yōu)缺點，選擇最合適的顏色空間，并在此空間中利用統(tǒng)計學(xué)習(xí)的方法建立了目標(biāo)物體的顏色模型。根據(jù)目標(biāo)物體的形狀特征，建立了物體的形狀模型。采用顏色模型和

3、形狀模型相互結(jié)合的方法，使機器人能夠迅速、準(zhǔn)確地識別室內(nèi)環(huán)境下的目標(biāo)物體。 第三，給出在實際中運用直接線性變換(DLT)方法來實現(xiàn)攝像機標(biāo)定的過程，并對標(biāo)定的結(jié)果進行了分析。針對攝像機云臺放置不平以及云臺控制精度不高對攝像機的外部參數(shù)所產(chǎn)生的影響，采用了多次標(biāo)定的方法，得到了攝像機姿態(tài)隨云臺運動角度之間的變化關(guān)系。利用此關(guān)系對定位結(jié)果進行校正，極大地減小了上述因素對機器人的定位產(chǎn)生的影響。 第四，實現(xiàn)一種基于點對的視覺定