面向室外移動(dòng)機(jī)器人的路標(biāo)定位系統(tǒng).pdf

1、自主移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人研究和工程應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著它的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,發(fā)展越來(lái)越迅速,機(jī)器人被期望在偏遠(yuǎn)、危險(xiǎn)的室外環(huán)境,特別是變電站、化工廠等高溫高輻射強(qiáng)干擾的場(chǎng)所中,代替人類進(jìn)行全天候的作業(yè)。作為機(jī)器人在戶外作業(yè)的基礎(chǔ),定位成了需要解決的首要問(wèn)題。針對(duì)室外移動(dòng)機(jī)器人在各種危險(xiǎn)或者極端環(huán)境下代替人類工作時(shí)面對(duì)的定位、導(dǎo)航問(wèn)題,本文提出了一種基于全景近紅外視覺(jué)的路標(biāo)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)近紅外主動(dòng)照明降低了光照變化、陰影等因素的影

2、響,利用全景攝像機(jī)獲得大范圍的路標(biāo)定向信息,動(dòng)態(tài)大津法二值化和路標(biāo)跟蹤技術(shù)的應(yīng)用使識(shí)別路標(biāo)更準(zhǔn)確、更快速,三角定位算法確保能精確的計(jì)算出機(jī)器人的世界坐標(biāo)。室外環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本系統(tǒng)具有較高的定位精度和良好的魯棒性。總結(jié)全文,在光照大范圍變化的室外環(huán)境下的視覺(jué)定位研究中,本文提出了一些具有一定創(chuàng)新性的方法:首先,本文提出了一種近紅外主動(dòng)照明、全景視覺(jué)成像和人工編碼路標(biāo)相結(jié)合的視覺(jué)系統(tǒng)。它通過(guò)近紅外主動(dòng)照明來(lái)降低光照變化

3、、陰影等因素對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的影響,利用全景視覺(jué)來(lái)獲取大范圍的路標(biāo)信息,這使系統(tǒng)能夠適應(yīng)室外大幅度光照變化和高噪聲的影響。其次,本文設(shè)計(jì)了一種魯棒的近紅外路標(biāo)識(shí)別算法。算法在得到全景近紅外圖像后,利用全景展開(kāi)使圖像以適合人類觀看的視角再現(xiàn)周圍環(huán)境;接著用改進(jìn)大津法配合動(dòng)態(tài)大津法來(lái)實(shí)現(xiàn)二值化,以突出光照不均情況下的路標(biāo)特征;然后通過(guò)路標(biāo)提取和模板匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)路標(biāo)識(shí)別,為三角定位提供了精確的路標(biāo)信息。最后,在上述研究的基礎(chǔ)上,本文通過(guò)多個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了