ALV二維道路分割算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、陸地自主車(Autonomous LandVehicle),簡稱ALV,是一種能夠在道路和野外連續(xù)、實(shí)時(shí)自主運(yùn)動(dòng)的智能移動(dòng)機(jī)器人,其研究涉及多個(gè)學(xué)科的理論與技術(shù),體現(xiàn)了信息科學(xué)與人工智能技術(shù)的最新成果,具有重大的研究價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值,目前已受到世界上越來越多的國家的關(guān)注和重視.在移動(dòng)機(jī)器人的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中,視覺導(dǎo)航的主要功能是對(duì)機(jī)器人所行駛的各種道路場(chǎng)景進(jìn)行快速識(shí)別和理解,從而給予路徑規(guī)劃以足夠的信息來確定移動(dòng)機(jī)器人的可行駛道路區(qū)域.因此

2、視覺導(dǎo)航是ALV研究的重要內(nèi)容之一.本文主要是對(duì)地面自主機(jī)器人的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中的二維視覺導(dǎo)航進(jìn)行研究,且具體實(shí)現(xiàn)了在結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化道路環(huán)境下的二維道路圖像分割算法.為了能夠準(zhǔn)確、魯棒并及時(shí)地檢測(cè)道路區(qū)域,在總結(jié)前人的工作基礎(chǔ)上,本文提出了一種基于圖像直方圖和圖像像素聚類的實(shí)時(shí)彩色道路區(qū)域分割算法,并在算法的空間和時(shí)間復(fù)雜度上進(jìn)行了一定的優(yōu)化處理.實(shí)驗(yàn)表明,該算法可在一臺(tái)雙至強(qiáng)(Xeon) 2.4GHz CPU的工控機(jī)上實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn),對(duì)一般

3、的道路均有較好的處理結(jié)果,處理時(shí)間小于40ms/幀.陰影是移動(dòng)機(jī)器人行駛過程中道路上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一種干擾情況.陰影對(duì)道路分割的影響十分嚴(yán)重,若處理不當(dāng),會(huì)對(duì)道路分割結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響,并進(jìn)而影響后續(xù)的跟蹤導(dǎo)航.因此,本文針對(duì)道路上的陰影特點(diǎn),提出了一個(gè)檢測(cè)和消除陰影的新方法.該方法一方面利用了道路區(qū)域分割結(jié)果,另一方面根據(jù)邊緣檢測(cè)和Hough變換得到道路的邊緣信息,最終融合了區(qū)域和邊緣信息得到最終的道路邊界.實(shí)驗(yàn)表明,該算法對(duì)有陰影的道路