基于視覺(jué)的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人里程計(jì)研究.pdf

1、室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的自定位問(wèn)題一直是研究的熱點(diǎn)，本文在這個(gè)背景下研究了基于視覺(jué)的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人里程計(jì)，目的在于彌補(bǔ)傳統(tǒng)定位傳感器在機(jī)器人自定位方面的不足，相對(duì)于光電碼盤(pán)等依靠車(chē)輪圈數(shù)信息定位的優(yōu)點(diǎn)是不受車(chē)輪打滑影響，相對(duì)激光傳感器等優(yōu)點(diǎn)是攝像機(jī)是被動(dòng)傳感器，不依靠發(fā)射信號(hào)再接收返回信號(hào)來(lái)定位。
　　本文為了解決自定位問(wèn)題，對(duì)視覺(jué)里程計(jì)進(jìn)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(jì)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(jué)里程計(jì)的指標(biāo)，并確定了視覺(jué)里程計(jì)的硬件方案和軟件流程。
　　分析并測(cè)試了特征點(diǎn)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(duì)特征點(diǎn)對(duì)提取的性能，通過(guò)對(duì)室內(nèi)機(jī)器人及里程計(jì)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(shí)間，提高了里程計(jì)速度。
　　選擇了攝像機(jī)的模型，并采用張正友的方法對(duì)攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。在將幀存坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行畸變校正轉(zhuǎn)換到攝像機(jī)坐標(biāo)系下之后

3、，為了減小攝像機(jī)安裝傾斜造成的誤差，提出了攝像機(jī)的傾斜修正算法，最后利用RANSAC算法求得攝像機(jī)坐標(biāo)系下的幀間轉(zhuǎn)換矩陣。
　　在機(jī)器人起始點(diǎn)坐標(biāo)系下求解機(jī)器人位移，通過(guò)設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)和平移實(shí)驗(yàn)得到了攝像機(jī)起始點(diǎn)坐標(biāo)系到機(jī)器人起始點(diǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，從而降低了對(duì)里程計(jì)安裝的要求，提高了系統(tǒng)的精度。
　　設(shè)計(jì)了離線(xiàn)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)控制機(jī)器人走矩形軌跡、圓周平移軌跡和圓周軌跡，并采用終點(diǎn)坐標(biāo)、里程及自身姿態(tài)等指標(biāo)驗(yàn)證了該里程計(jì)算法的準(zhǔn)確