自主移动机器人避碰路径规划研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinglwwb33
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自主移动机器人的一个基本能力就是通过传感器感知周围环境,躲避障碍物并能达到目标地点。世界各国研究人员在这方面做了深入研究,并将研究成果应用于军事、工农业生产、科学研究、生活娱乐等多个方面。自主移动机器人的行进避碰过程涉及到数字图像处理、计算机技术等多方面内容,所以,对自主移动机器人避碰过程的深入研究,不仅可以促进移动机器人技术的发展,同时也可以促进其它相关学科的发展。因此对机器人避碰系统的研究具有重要的科研价值。本文综合运用全景视觉系统和双目立体视觉系统实现了移动机器人的避碰路径规划,并对目标提取、相机标定、机器人自定位、移动机器人避碰算法等方面进行了研究,本文主要工作内容如下:  1.移动机器人的自定位。介绍了全景视觉系统的成像原理,运用三角定位法实现移动机器人的自定位。这种算法可以不用对全景图像进行解算,减少了大量运算。  2.基于双目立体视觉的距离测量。对双目视觉测距原理进行研究,介绍sift匹配算法特征点的检测方法。对双目摄像机进行标定,在获取相机内外参数的基础上运用 sift匹配算法实现对目标物体的距离测量。  3.介绍了主要的避碰规划方法并论述各种方法的优缺点,提出了一种基于视觉的避碰算法。这种算法属于基于行为的避碰规划方法,它可以对变化的环境中对障碍物进行实时避碰。  4.提出了一种提取障碍物的方法,该方法首先应用Mean Shift算法对图像进行初次分割处理,然后运用阈值分割的方法将障碍物的分割出来。这种方法可以将与背景颜色相近的物体分割出来。  5.根据实验器材和实际情况设计了一套移动机器人避碰规划系统。该系统采用模块化设计,通过各模块的数据交换实现移动机器人的避碰规划。这套系统综合运用了双目视觉系统和全景视觉系统,克服了双目视觉系统视角小和全景视觉系统不能获得物体深度信息的缺点。
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