基于視覺的機(jī)器人定位方法及其實現(xiàn).pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。人們希望機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人為試驗平臺，以完成機(jī)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(jī)器人定位方法的實現(xiàn)

2、和定位精度的提高方法進(jìn)行了研究。 第一，對在室內(nèi)環(huán)境下自主移動機(jī)器人的定位技術(shù)、計算機(jī)視覺技術(shù)以及機(jī)器人的視覺系統(tǒng)等問題進(jìn)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(diǎn)，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(jī)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(yùn)用直接線性變換(DLT)方法來實現(xiàn)攝像機(jī)標(biāo)定的過程，并對標(biāo)定的結(jié)果進(jìn)行了分析。針對攝像機(jī)云臺放置不平以及云臺控制精度不高對攝像機(jī)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(jī)姿態(tài)隨云臺運(yùn)動角度之間的變化關(guān)系。利用此關(guān)系對定位結(jié)果進(jìn)行校正，極大地減小了上述因素對機(jī)器人的定位產(chǎn)生的影響。 第四，實現(xiàn)一種基于點(diǎn)對的視覺定