基于特征跟蹤的全自主移動機器人視覺導航研究.pdf

1、視覺導航具有采用其他傳感器導航方式所無法比擬的優(yōu)點，已成為移動機器人智能導航的主要發(fā)展方向。截止目前，視覺信息處理的實時性與魯棒性依然是制約全自主移動機器人視覺導航發(fā)展的主要瓶頸。本文在國家863計劃和中科院自動化研究所創(chuàng)新基金的資助下，以全自主足球機器人和室內服務機器人的視覺導航為應用背景，對基于特征跟蹤的視覺導航方法進行了探討和研究。本論文的主要工作和創(chuàng)新之處如下： 第一，分析比較了當前使用較多的顏色空間模型和顏色分布描述方

2、法，在此基礎上建立了一個較為精確的橢球描述模型，并對其進行平移、旋轉和縮放變換，使之更有利于顏色分割計算和模型參數更新。提出基于自適應顏色分布模型的目標跟蹤方法，在足球跟蹤和道路檢測實驗中，驗證了該模型的有效性和可靠性。 第二，提出了一種可用于視覺導航的線型目標跟蹤方法。該方法以基于哈夫空間的tracker為核心內容，通過對走廊邊界和門框豎直邊緣的跟蹤來為機器人提供導航信息。在跟蹤過程中，每個tracker獨立地完成建立目標支持

3、集、哈夫變換檢測直線、更新數據等工作。最后，將所有tracker的信息綜合起來根據經驗控制表直接驅動機器人本體行為。室內走廊環(huán)境中的導航實驗表明，該方法十分簡潔實用。 第三，為減少圖像中的冗余信息，提高復雜場景中特征跟蹤的效率，提出了一種特征預測方法。該方法僅僅利用了圖像信息，在機器人限定在平面運動、攝像機光軸平行于該運動平面的前提下，不需對攝像機進行標定，建立的求解方程也是線性的。實驗結果表明，該方法精度滿足視覺導航的需求。