移動機(jī)器人視覺信息提取與路徑規(guī)劃研究.pdf

1、自主式移動機(jī)器人技術(shù)近年來得到了迅速的發(fā)展，移動機(jī)器人是具有感知、決策和運(yùn)動能力的智能機(jī)構(gòu)，該技術(shù)體現(xiàn)了信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展水平。移動機(jī)器人首先需要像人類一樣建立周圍環(huán)境地圖模型，然后根據(jù)所建立地圖模型來確定到達(dá)目標(biāo)位置的最優(yōu)路徑，并對自己的運(yùn)動做出合理的規(guī)劃，即路徑規(guī)劃問題。視覺是人類獲得絕大部分環(huán)境信息的源泉，本文通過對單目和雙目視覺信息的提取來獲得周圍環(huán)境信息并在環(huán)境模型已知的條件下獲取機(jī)器人運(yùn)動的最佳路徑。

2、攝像機(jī)標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺研究的基礎(chǔ)，攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定的準(zhǔn)確性直接影響移動機(jī)器人定位的精度。第二章根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用背景舍棄了常規(guī)的以三維立體模板為基礎(chǔ)的線性透視投影攝像機(jī)標(biāo)定方法，采用了張正友提出的標(biāo)定方法。該方法采用平面棋盤標(biāo)定模板，工程上易于實(shí)現(xiàn)并且能夠獲得攝像機(jī)的畸變參數(shù)。 在第三章地面軌線跟蹤實(shí)驗(yàn)中，利用單目攝像機(jī)來提取導(dǎo)航線信息。為了有效地解決目標(biāo)和背景分離過程中由于周圍環(huán)境等因素仍然存在大量的噪聲信號問題。我們采用了

3、接近人眼的HIS顏色模型，融合了二值化、濾波、腐蝕、膨脹、Hough變換等各種圖像手段，最終從視覺圖像中提取了較好的導(dǎo)航線信息。 現(xiàn)實(shí)世界是立體的三維世界，攝像機(jī)在獲取圖像的過程中丟失了環(huán)境的深度信息是攝像機(jī)來提取導(dǎo)航線信息過程中所存在的問題之一。為了真實(shí)地復(fù)現(xiàn)世界中客觀存的三維信息，第四章采用了雙目攝像機(jī)恢復(fù)環(huán)境的深度信息方案。 路徑規(guī)劃是移動機(jī)器人智能化的體現(xiàn)。本文最后一章闡述了多種路徑規(guī)劃算法，分析了各種算