基于視覺的室內(nèi)移動機器人里程計研究.pdf

1、室內(nèi)移動機器人的自定位問題一直是研究的熱點，本文在這個背景下研究了基于視覺的室內(nèi)移動機器人里程計，目的在于彌補傳統(tǒng)定位傳感器在機器人自定位方面的不足，相對于光電碼盤等依靠車輪圈數(shù)信息定位的優(yōu)點是不受車輪打滑影響，相對激光傳感器等優(yōu)點是攝像機是被動傳感器，不依靠發(fā)射信號再接收返回信號來定位。
　　本文為了解決自定位問題，對視覺里程計進行了研究，論文主要工作如下：
　　為了得到較高的精度并減小噪聲的影響，選擇了里程計的工作方式，

2、為了合理的選擇硬件參數(shù)和算法，分析了視覺里程計的指標，并確定了視覺里程計的硬件方案和軟件流程。
　　分析并測試了特征點提取的關(guān)鍵算法SURF算法和最近鄰向量匹配算法在各種條件下對特征點對提取的性能，通過對室內(nèi)機器人及里程計的模型分析，提出了合理的圖像裁剪算法，減少了圖像處理時間，提高了里程計速度。
　　選擇了攝像機的模型，并采用張正友的方法對攝像機的內(nèi)外參數(shù)進行了標定。在將幀存坐標系內(nèi)的點進行畸變校正轉(zhuǎn)換到攝像機坐標系下之后

3、，為了減小攝像機安裝傾斜造成的誤差，提出了攝像機的傾斜修正算法，最后利用RANSAC算法求得攝像機坐標系下的幀間轉(zhuǎn)換矩陣。
　　在機器人起始點坐標系下求解機器人位移，通過設(shè)計旋轉(zhuǎn)實驗和平移實驗得到了攝像機起始點坐標系到機器人起始點坐標系的轉(zhuǎn)換矩陣，從而降低了對里程計安裝的要求，提高了系統(tǒng)的精度。
　　設(shè)計了離線實驗，通過控制機器人走矩形軌跡、圓周平移軌跡和圓周軌跡，并采用終點坐標、里程及自身姿態(tài)等指標驗證了該里程計算法的準確