基于嵌入式視覺的四足機(jī)器人定位問題研究.pdf

1、在四足機(jī)器人跟隨人行走過程中，獲取機(jī)器人相對(duì)于人的距離和方向是實(shí)現(xiàn)跟隨行走的關(guān)鍵。而距離和方向信息均可以通過機(jī)器人相對(duì)人的位置坐標(biāo)得到。考慮到四足機(jī)器人自身金屬架構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)聲音大等情況，利用單目視覺實(shí)現(xiàn)人機(jī)相對(duì)定位是較為合適的。本文基于XC3SD3400A-4芯片搭建了四足機(jī)器人視覺定位系統(tǒng)，利用改進(jìn)Harris算法提取特征信息，結(jié)合定位算法進(jìn)行了視覺定位實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了定位系統(tǒng)的有效性，最后通過位置坐標(biāo)計(jì)算四足機(jī)器人相對(duì)于人的距離和方向。

2、論文完成的主要工作如下：
　　(1)對(duì)四足機(jī)器人的任務(wù)需求進(jìn)行了描述，結(jié)合具體的坐標(biāo)關(guān)系，給出了攝像機(jī)投影關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并根據(jù)視覺定位目標(biāo)設(shè)計(jì)了視覺定位方案。
　　(2)針對(duì)Harris算法在光照變化條件下角點(diǎn)提取不穩(wěn)定的情況，提出了定步長搜索以及邊界二分策略提高了角點(diǎn)提取的穩(wěn)定性。然后根據(jù)攝像機(jī)透視投影模型推導(dǎo)了視覺定位算法。最后結(jié)合慣性測(cè)量單元(IMU)角度數(shù)據(jù)，對(duì)定位算法進(jìn)行校正并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的可行性。