基于雙目立體視覺(jué)和側(cè)向路徑的AGV導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航技術(shù)是決定其智能水平的關(guān)鍵技術(shù)。視覺(jué)導(dǎo)航以其具有信息量大等優(yōu)點(diǎn)成為移動(dòng)機(jī)器人智能導(dǎo)航的研究熱點(diǎn)。本文以XAUT.AGV100為研究對(duì)象,為了提高其智能水平,對(duì)其采用視覺(jué)導(dǎo)航方式。論文闡述了雙目立體視覺(jué)定位原理,對(duì)其所涉及的圖像獲取、攝像機(jī)標(biāo)定、特征提取等進(jìn)行了分析研究,目的是使視覺(jué)導(dǎo)航式AGV在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)對(duì)所設(shè)定路徑標(biāo)識(shí)的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)其自身位姿信息的估計(jì),最終完成對(duì)設(shè)定路徑的跟蹤。本論文主要的研究?jī)?nèi)容有： 1.根

2、據(jù)AGV的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了AGV常用的導(dǎo)航方式。針對(duì)本文采用的視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù),分析了立體視覺(jué)模型及信息獲取原理,在此基礎(chǔ)上,確定了攝像機(jī)在AGV上的安裝方式和位置,并建立了本文所用視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)的視覺(jué)模型。 2.為建立二維圖像信息與三維空間信息間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有攝像機(jī)標(biāo)定方法的基本原理和特點(diǎn)的分析比較,選用兩步標(biāo)定方法完成了AGV視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定。 3.分析了雙目視覺(jué)匹配技術(shù)。針對(duì)AGV的工作環(huán)境及其運(yùn)動(dòng)特性,為使其

3、跟蹤設(shè)定路徑,設(shè)計(jì)了兩種路徑標(biāo)識(shí)模板即特征匹配模板,提出了基于圖像灰度特征識(shí)別的匹配特征提取算法。為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的特征匹配模板的合理性和特征提取方法的可靠性,在高精度激光加工機(jī)上進(jìn)行了定位試驗(yàn)：采用雙目視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩種不同特征匹配模板的準(zhǔn)確識(shí)別,并采用視差測(cè)距原理完成了目標(biāo)點(diǎn)的三維信息恢復(fù)即定位。試驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的模板合理,特征提取方法簡(jiǎn)單、可靠、準(zhǔn)確。從另一方面也證明了將所設(shè)計(jì)的模板用作視覺(jué)導(dǎo)航式AGV的路徑標(biāo)識(shí),采用所提出

4、的特征提取方法可以使AGV快速地完成模板的定位,即自身相對(duì)路徑標(biāo)識(shí)的位姿估計(jì)。 4.在AGV實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了路徑跟蹤實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果是正確的,所選路徑標(biāo)識(shí)簡(jiǎn)單、有效,所提出的特征提取算法能快速完成特征的提取。視覺(jué)導(dǎo)航式AGV可通過(guò)對(duì)設(shè)定路徑標(biāo)識(shí)的檢測(cè)進(jìn)行導(dǎo)航,導(dǎo)航精度可以滿足其實(shí)際導(dǎo)航要求。 本文通過(guò)對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定、定位試驗(yàn)及路徑跟蹤試驗(yàn)等驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)模板是合理的,提出的標(biāo)識(shí)識(shí)別算法是有效可行的。本文