基于智能手機的機器人視覺避障系統(tǒng)研究.pdf

1、導(dǎo)航是機器人學(xué)科的一個重要研究方向，避障是其中的重要組成部分。另一方面，近年來，以智能手機為代表的移動計算技術(shù)的興起為機器視覺的應(yīng)用提供了通用的計算平臺。在此研究背景下，本文將機器視覺技術(shù)和移動計算技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)并實現(xiàn)了基于單目視覺的戶外環(huán)境實時避障算法，為地面移動機器人利用配備攝像頭的智能手機完成復(fù)雜的視覺避障任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　所研發(fā)的系統(tǒng)使用安卓智能手機所搭載的攝像頭獲取圖像，并利用單目視覺算法獲取障礙物的位置信息

2、。該算法基于如下合理假設(shè):場景中所有的物體都垂直于地面，且地面處在圖像的底部。地面和非地面物體因為顏色、紋理和亮度的不一致使得其交界處存在著明顯的邊緣，且該邊緣是局部連續(xù)和平滑的。根據(jù)以上假設(shè)，可以利用邊緣檢測算子計算地面和非地面物體之間的邊界。為了消除陰影給邊緣檢測帶來的干擾，本文在計算圖像邊緣之前，利用HSI色彩模型中的H、S和I分量對圖像進行了融合處理，實驗結(jié)果表明融合處理能顯著降低陰影帶來的影響。
　　在獲得局部連續(xù)的地面

3、邊界之后，用改進的主動輪廓模型對所獲取的局部連續(xù)邊緣進行擬合以獲得最終的平滑地面邊界，地面邊界上點的深度給出了障礙物到小車的距離。為了達到避障目的，機器人始終選擇前進途中可視范圍內(nèi)地面邊界上距離小車最遠的點作為前進方向。
　　本文所使用的移動機器人由大腳車改裝得到。為了實現(xiàn)對改裝小車的控制，加裝了相應(yīng)的傳感器和控制器。具體而言，利用智能手機搭載的慣性傳感器計算出小車的姿態(tài)，并用其控制小車的轉(zhuǎn)彎角度。此外，結(jié)合小車速度反饋設(shè)計了PI