基于目標跟蹤的全方位視覺自引導車動態(tài)定位技術.pdf

1、自動導航技術是自引導車(AGV)和移動機器人系統(tǒng)的關鍵部分?；谝曈X的導航系統(tǒng)能夠良好的應用于室內(nèi)和室外環(huán)境，而無須建立額外的輔助設施。然而，環(huán)境中需要包含一些能夠被視覺系統(tǒng)觀察到的自然的或人工的特征。在導航環(huán)境中，將這些圖像特征和物理空間參數(shù)結(jié)合以實現(xiàn)定位。所謂車載測量定位是指將鏡頭固定于自引導車或移動機器人等需進行測量定位的移動物體上，通過對周圍特征物的觀測實現(xiàn)對自身的動態(tài)定位。 本文采用的移動載體為自引導車。傳統(tǒng)的視覺AG

2、V定位方法采用的鏡頭通常視角較小，當觀測大角度范圍時需通過云臺旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)，實時性差，觀測物易丟失。采用全方位視覺的導航系統(tǒng)能夠捕獲環(huán)境半球域視場信息，這對視覺導航技術具有重要意義。全方位視覺圖像能夠克服以鏡頭為軸心的旋轉(zhuǎn)帶來的圖像信息的丟失，這使得圖像特征更為穩(wěn)定，有利于AGV視覺定位和導航的實現(xiàn)。魚眼鏡頭是建立全方位視覺系統(tǒng)最有效的方法之一，相對于反射式全景視覺鏡頭，魚眼鏡頭具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、不易損壞等優(yōu)點。魚眼鏡頭視場角通常達到

3、或超過180度，單一鏡頭能夠捕獲半球圖像，而使用兩個魚眼鏡頭則能夠一次獲取整個空間的完整圖像。 本課題使用單一魚眼鏡頭構(gòu)造全方位視覺系統(tǒng)。在AGV頂部豎直向上安置一臺魚眼鏡頭攝像機，攝取360°方位視角中的全部場景圖像，增強AGV對環(huán)境的觀測能力，如圖1所示。同時借助粒子濾波器具有對多種類型目標進行高效跟蹤的能力，對已知陸標進行視覺跟蹤。最后通過對魚眼鏡頭標定，將目標圖像坐標轉(zhuǎn)化為物理空間參數(shù)，實現(xiàn)陸標的空間和圖像兩方面信息的融