基于立體視覺(jué)的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃與避障技術(shù)的研究.pdf

1、本文針對(duì)機(jī)器人路徑規(guī)劃與避障技術(shù)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，如雙目視覺(jué)測(cè)距、物件識(shí)別、路徑規(guī)劃以及避障策略等，進(jìn)行了深入的研究和討論。本文的主要工作集中在： (1)提出路徑規(guī)劃和避障系統(tǒng)的系統(tǒng)框架，整個(gè)系統(tǒng)主要包括：雙路視頻采集模塊、視覺(jué)測(cè)距模塊、路面分析和物件提取區(qū)分模塊、路線規(guī)劃和避障模塊等部分。 (2)環(huán)境采集子系統(tǒng)，利用雙目視覺(jué)傳感器和紅外傳感器相結(jié)合進(jìn)行環(huán)境信息的采集和分析。通過(guò)架構(gòu)DirectShow到OpenCV的橋

2、梁，結(jié)合兩者進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的處理；系統(tǒng)采用張氏平面標(biāo)定法實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)參數(shù)的標(biāo)定，采用變焦測(cè)距技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)距。實(shí)驗(yàn)證明所提出的方法能有效提高系統(tǒng)效率，擴(kuò)展系統(tǒng)測(cè)距的距離。 (3)圖像處理和物件提取子系統(tǒng)，利用多種經(jīng)典的圖像處理算法，對(duì)采集到的圖像進(jìn)行了路面及背景區(qū)域分離和障礙物及目標(biāo)物的識(shí)別。采用改進(jìn)的模板匹配算法實(shí)現(xiàn)雙目視覺(jué)下的匹配，改進(jìn)方法能有效提高系統(tǒng)的效率；根據(jù)障礙物和目標(biāo)物的幾何外形不同，系統(tǒng)采用圖像的統(tǒng)計(jì)特征矩(Hu矩)，實(shí)

3、現(xiàn)對(duì)障礙物和目標(biāo)物的區(qū)分。 (4)路徑規(guī)劃和避障子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的決策環(huán)節(jié)，利用雙目視覺(jué)信息采集子系統(tǒng)測(cè)得的物件深度信息還原物件的位置和大小信息，以移動(dòng)機(jī)器人為原點(diǎn)構(gòu)建動(dòng)態(tài)的地圖；根據(jù)得到的地圖，采用人工勢(shì)場(chǎng)法進(jìn)行路徑規(guī)劃，并通過(guò)修改斥力場(chǎng)函數(shù)，消除人工勢(shì)場(chǎng)法存在局部最小值的現(xiàn)象；采用模糊控制原理，設(shè)計(jì)模糊控制器，制定避障策略，并提出了幾種同步控制系統(tǒng)各個(gè)模塊的方法。 文章給出了立體視覺(jué)移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃和避障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的