面向移動(dòng)機(jī)器人的立體視覺技術(shù)與應(yīng)用.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人是一類通過外部傳感器感知環(huán)境和自身狀態(tài)，對(duì)復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行自主分析與決策，從而實(shí)現(xiàn)指定功能的機(jī)器人系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中最主要需解決的是自身導(dǎo)航與定位問題。在眾多導(dǎo)航技術(shù)中，使用立體視覺進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航、避障，是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的一個(gè)主要發(fā)展方向。
　　為滿足移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航中立體匹配算法的精確性與實(shí)時(shí)性的要求，本文研究了使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃為優(yōu)化方法的全局立體匹配算法。傳統(tǒng)DP算法雖然執(zhí)行速度快，但存在著匹配精度較低，匹配視

2、差圖表面易產(chǎn)生條紋瑕疵、物體邊界方向處存在較多誤匹配等問題。針對(duì)這些問題，本文首先在初始匹配代價(jià)求取階段，實(shí)現(xiàn)了一種通過獲取物體邊界信息從而判定視差變化區(qū)域，并根據(jù)像素點(diǎn)所處的視差變化區(qū)域選用合適大小窗口的能量聚合方法。通過該聚合方法獲取了較高精度的初始視差圖，為后續(xù)視差獲取階段打下良好的基礎(chǔ)。在視差求取階段，本文建立了采用水平、垂直及物體邊界多方向約束作為平滑性約束的新的全局函數(shù)。其中物體邊界方向約束針對(duì)物體邊界像素點(diǎn)，以前一行邊界點(diǎn)

3、的視差信息對(duì)當(dāng)前邊界點(diǎn)進(jìn)行約束，強(qiáng)化物體邊界像素點(diǎn)的視差不連續(xù)性，提升了邊界區(qū)域像素點(diǎn)匹配準(zhǔn)確率，大大減少了邊界誤匹配現(xiàn)象。在三狀態(tài)DP的狀態(tài)轉(zhuǎn)換選擇上，應(yīng)用邊界輪廓信息及該多方向平滑約束，避免了三狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換與實(shí)際物理情況不符的局面，最后在算法前向?qū)诫A段及路徑回溯階段，采用多路徑回溯的方法，更多地保留有效視差信息，減小因分散在掃描線上的畸變點(diǎn)造成的匹配誤差。實(shí)驗(yàn)證明，本文方法解決了一般DP算法存在的條文瑕疵與邊界誤匹配問題，提升了匹