基于全景視覺的移動機器人視覺系統(tǒng)研究.pdf

1、機器人是自動執(zhí)行指定工作的機器裝置。它可以根據(jù)周圍的環(huán)境信息，自主的完成某些特定的任務(wù)，從而將人類從危險或繁雜的工作中解脫出來。移動機器人要想感知外部環(huán)境，最主要的工具便是視覺傳感器。但是傳統(tǒng)的視覺攝像系統(tǒng)存在視角的限制，往往不能滿足要求。本論文研究一種全景視覺的攝像裝置，它由攝像機和全向反射鏡組成，能夠一次成像機器人周圍360°的環(huán)境信息，從而為機器人的自主定位和導(dǎo)航工作奠定良好的基礎(chǔ)。
　　 本文主要研究了基于全景機器人視覺

2、系統(tǒng)的硬件設(shè)計與軟件開發(fā)方面的內(nèi)容，并對相關(guān)內(nèi)容進行了實驗，驗證了方法的有效性。
　　 硬件方面，本文主要研究全景視覺系統(tǒng)的成像原理，介紹單視點反射鏡對成像效果的影響，比較四種不同形狀的全向反射鏡的成像特點，并確定使用雙曲面鏡制作全向反射鏡。在此基礎(chǔ)上，引入了水平和垂直等比鏡面的概念，并將等比、等高鏡面組合成為全向反射鏡，有效地限制了全景視覺系統(tǒng)的成像畸變。
　　 軟件方面，首先介紹全景視覺系統(tǒng)的軟件處理流程，研究攝像機

3、標定、圖像采集等內(nèi)容。并基于全景視覺圖片討論采用圖像平滑和圖像銳化的圖像預(yù)處理過程。其次，研究彩色圖像處理的基本方法。介紹色彩空間的組成，比較幾種色彩空間的區(qū)別，改進由RGB到Y(jié)UV色彩空間的轉(zhuǎn)換公式；研究彩色圖像分割的基本方法，并使用基于YUV色彩空間的多閾值法完成對圖像的色彩分割。接著，識別分割圖像的特征區(qū)域，并采用二值化形態(tài)學(xué)方法去除微小干擾，計算得到特征區(qū)域的特征點坐標。最后，研究基于點和線的定位方法。提出一種降低Hough變換