基于視覺(jué)與激光的移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境識(shí)別研究.pdf

1、智能機(jī)器人在自主作業(yè)過(guò)程中離不開(kāi)與環(huán)境的交互與融合。移動(dòng)機(jī)器人自主環(huán)境認(rèn)知也一直是智能機(jī)器人技術(shù)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)及熱點(diǎn)問(wèn)題。移動(dòng)機(jī)器人自主環(huán)境知?jiǎng)e，即移動(dòng)機(jī)器人能夠根據(jù)自身所攜帶的傳感器對(duì)所處環(huán)境進(jìn)行自主感知，并提取環(huán)境中有效的特征信息以便機(jī)器人能夠?qū)χ車(chē)膱?chǎng)景及作業(yè)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行深入的理解，同時(shí)根據(jù)機(jī)器人自主學(xué)習(xí)的環(huán)境知識(shí)對(duì)其當(dāng)前所處環(huán)境進(jìn)行有效的辨識(shí)。通過(guò)對(duì)周?chē)ぷ鳝h(huán)境的有效認(rèn)知，移動(dòng)機(jī)器人可以更好地完成定位、路徑規(guī)劃與地圖創(chuàng)建等基本任

2、務(wù)。由于視覺(jué)和激光傳感器具有信號(hào)探測(cè)范圍寬、信息量大、特征豐富且特征易于提取的優(yōu)點(diǎn)，在移動(dòng)機(jī)器人自主環(huán)境認(rèn)知研究中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，成為一個(gè)重要的研究方向。
　　本文以蘇州大學(xué)機(jī)器人與微系統(tǒng)研究中心研制的HITMO智能移動(dòng)機(jī)器人為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究了基于視覺(jué)和激光信息融合的移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境識(shí)別技術(shù)。其主要內(nèi)容如下：
　　1.提出了一種YCrCb顏色建模和Sobel邊緣檢測(cè)相結(jié)合的環(huán)境目標(biāo)識(shí)別方法。首先基于Sobel算子，提取環(huán)

3、境圖像邊緣特征信息，再在YCrCb顏色空間中對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行顏色建模，進(jìn)而識(shí)別出環(huán)境目標(biāo)對(duì)象的輪廓，實(shí)現(xiàn)環(huán)境目標(biāo)識(shí)別。該算法簡(jiǎn)單有效，易于實(shí)現(xiàn)且運(yùn)算效率高。
　　2.提出了基于虛擬子目標(biāo)的移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃方法。為了去除噪聲點(diǎn)的干擾，首先對(duì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行5點(diǎn)中值濾波，合并障礙物，并利用模糊邏輯規(guī)則，確定移動(dòng)機(jī)器人安全避障的虛擬子目標(biāo)點(diǎn)，再基于人工勢(shì)場(chǎng)法得到移動(dòng)機(jī)器人安全避障運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度。該算法實(shí)時(shí)性好，解決了單個(gè)路徑規(guī)