面向室外移動機器人的路標定位系統(tǒng).pdf

1、自主移動機器人是機器人研究和工程應用的一個重要領域。隨著它的應用領域越來越廣泛,發(fā)展越來越迅速,機器人被期望在偏遠、危險的室外環(huán)境,特別是變電站、化工廠等高溫高輻射強干擾的場所中,代替人類進行全天候的作業(yè)。作為機器人在戶外作業(yè)的基礎,定位成了需要解決的首要問題。針對室外移動機器人在各種危險或者極端環(huán)境下代替人類工作時面對的定位、導航問題,本文提出了一種基于全景近紅外視覺的路標定位系統(tǒng)。系統(tǒng)通過近紅外主動照明降低了光照變化、陰影等因素的影

2、響,利用全景攝像機獲得大范圍的路標定向信息,動態(tài)大津法二值化和路標跟蹤技術的應用使識別路標更準確、更快速,三角定位算法確保能精確的計算出機器人的世界坐標。室外環(huán)境下移動機器人的定位實驗結果表明,本系統(tǒng)具有較高的定位精度和良好的魯棒性?？偨Y全文,在光照大范圍變化的室外環(huán)境下的視覺定位研究中,本文提出了一些具有一定創(chuàng)新性的方法:首先,本文提出了一種近紅外主動照明、全景視覺成像和人工編碼路標相結合的視覺系統(tǒng)。它通過近紅外主動照明來降低光照變化

3、、陰影等因素對視覺系統(tǒng)的影響,利用全景視覺來獲取大范圍的路標信息,這使系統(tǒng)能夠適應室外大幅度光照變化和高噪聲的影響。其次,本文設計了一種魯棒的近紅外路標識別算法。算法在得到全景近紅外圖像后,利用全景展開使圖像以適合人類觀看的視角再現(xiàn)周圍環(huán)境;接著用改進大津法配合動態(tài)大津法來實現(xiàn)二值化,以突出光照不均情況下的路標特征;然后通過路標提取和模板匹配來實現(xiàn)路標識別,為三角定位提供了精確的路標信息。最后,在上述研究的基礎上,本文通過多個實驗驗證了