基于目標(biāo)跟蹤的全方位視覺自引導(dǎo)車動(dòng)態(tài)定位技術(shù).pdf

1、自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)是自引導(dǎo)車(AGV)和移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。基于視覺的導(dǎo)航系統(tǒng)能夠良好的應(yīng)用于室內(nèi)和室外環(huán)境，而無須建立額外的輔助設(shè)施。然而，環(huán)境中需要包含一些能夠被視覺系統(tǒng)觀察到的自然的或人工的特征。在導(dǎo)航環(huán)境中，將這些圖像特征和物理空間參數(shù)結(jié)合以實(shí)現(xiàn)定位。所謂車載測(cè)量定位是指將鏡頭固定于自引導(dǎo)車或移動(dòng)機(jī)器人等需進(jìn)行測(cè)量定位的移動(dòng)物體上，通過對(duì)周圍特征物的觀測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的動(dòng)態(tài)定位。 本文采用的移動(dòng)載體為自引導(dǎo)車。傳統(tǒng)的視覺AG

2、V定位方法采用的鏡頭通常視角較小，當(dāng)觀測(cè)大角度范圍時(shí)需通過云臺(tái)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性差，觀測(cè)物易丟失。采用全方位視覺的導(dǎo)航系統(tǒng)能夠捕獲環(huán)境半球域視場(chǎng)信息，這對(duì)視覺導(dǎo)航技術(shù)具有重要意義。全方位視覺圖像能夠克服以鏡頭為軸心的旋轉(zhuǎn)帶來的圖像信息的丟失，這使得圖像特征更為穩(wěn)定，有利于AGV視覺定位和導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)。魚眼鏡頭是建立全方位視覺系統(tǒng)最有效的方法之一，相對(duì)于反射式全景視覺鏡頭，魚眼鏡頭具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、不易損壞等優(yōu)點(diǎn)。魚眼鏡頭視場(chǎng)角通常達(dá)到

3、或超過180度，單一鏡頭能夠捕獲半球圖像，而使用兩個(gè)魚眼鏡頭則能夠一次獲取整個(gè)空間的完整圖像。 本課題使用單一魚眼鏡頭構(gòu)造全方位視覺系統(tǒng)。在AGV頂部豎直向上安置一臺(tái)魚眼鏡頭攝像機(jī)，攝取360°方位視角中的全部場(chǎng)景圖像，增強(qiáng)AGV對(duì)環(huán)境的觀測(cè)能力，如圖1所示。同時(shí)借助粒子濾波器具有對(duì)多種類型目標(biāo)進(jìn)行高效跟蹤的能力，對(duì)已知陸標(biāo)進(jìn)行視覺跟蹤。最后通過對(duì)魚眼鏡頭標(biāo)定，將目標(biāo)圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為物理空間參數(shù)，實(shí)現(xiàn)陸標(biāo)的空間和圖像兩方面信息的融