單目視覺(jué)實(shí)時(shí)測(cè)距算法研究.pdf

1、視覺(jué)可以幫助人類(lèi)粗略的感知外界環(huán)境中的事物與自身之間的距離，從而進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋茏專(zhuān)珜?duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，因其自身軟硬件的條件約束，是很難像人類(lèi)一樣高效的利用視覺(jué)進(jìn)行導(dǎo)航的，而視覺(jué)導(dǎo)航（尤其是單目視覺(jué)）相對(duì)于傳統(tǒng)的利用傳感器進(jìn)行導(dǎo)航的方式，其在低成本、實(shí)時(shí)性以及高精確度等方面表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)增加了它的研究?jī)r(jià)值。本文針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人利用視覺(jué)進(jìn)行自主導(dǎo)航系統(tǒng)中運(yùn)用到的邊緣檢測(cè)及單目視覺(jué)測(cè)距算法進(jìn)行了詳盡研究。
　　本文基于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)理論，構(gòu)建了

2、移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)測(cè)距系統(tǒng)，使用單目視覺(jué)對(duì)進(jìn)行邊緣檢測(cè)和測(cè)距，并使用Matlab對(duì)算法進(jìn)行了仿真以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了研究與分析，本文將邊緣檢測(cè)算法運(yùn)用在測(cè)距系統(tǒng)中是為了給測(cè)距提供必要的測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)檢測(cè)出在圖像內(nèi)的指定事物與地面之間的交線，作為其局部可移動(dòng)區(qū)域的邊界，這是貫穿本文的主要思路。
　　對(duì)圖像中指定的物體進(jìn)行邊緣檢測(cè)，以期獲得其與地面之間的交線。外界環(huán)境因素對(duì)障礙物的邊緣檢測(cè)效果會(huì)帶來(lái)較大的影響，尤其是光照因素的影響更為突出

3、，通過(guò)對(duì)比分析，HSI顏色模型具有克服這一問(wèn)題的能力。本文對(duì)色差在HSI顏色空間中的度量方法進(jìn)行了改進(jìn)并將其應(yīng)用在了邊緣檢測(cè)算法中，可以有效的增加邊緣檢測(cè)的精確度。對(duì)梯度算子 Prittew進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)邊緣像素點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，最后通過(guò)模板掃描得到目標(biāo)邊緣的序列點(diǎn)集。本文通過(guò)仿真對(duì)基于HSI顏色空間的對(duì)障礙物進(jìn)行邊緣檢測(cè)的方法進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文中的算法適用于在未知室內(nèi)環(huán)境中對(duì)障礙物進(jìn)行邊緣檢測(cè)，可以有效的提高檢測(cè)精確度和降低光照對(duì)

4、檢測(cè)效果的影響。
　　通過(guò)邊緣檢測(cè)獲取到障礙物與地面之間的交線之后，需要在交線上選取適量的點(diǎn)，測(cè)量出與這些點(diǎn)之間的距離即獲取移動(dòng)機(jī)器人與障礙物之間的距離，進(jìn)而規(guī)劃出局部可移動(dòng)區(qū)域。通過(guò)分析攝像機(jī)成像模型，使用張正友攝像機(jī)標(biāo)定方法，改變焦距對(duì)移動(dòng)機(jī)器人使用的攝像機(jī)進(jìn)行多次標(biāo)定，從而獲取攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。本文提出了一種基于空間幾何約束的單目視覺(jué)測(cè)距算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人和障礙物之間的距離的測(cè)量，該算法具有運(yùn)算量小、實(shí)時(shí)性好以及精確度高