基于全方位視覺系統(tǒng)的移動機(jī)器人自主定位與導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、本文主要研究在預(yù)設(shè)航標(biāo)環(huán)境中，通過航標(biāo)識別和跟蹤，實現(xiàn)移動機(jī)器人的自主定位和導(dǎo)航。本文著重討論了三個方面：全方位視覺的標(biāo)定與校正、目標(biāo)識別和跟蹤、移動機(jī)器人定位和導(dǎo)航。
　　 全方位視覺的標(biāo)定與校正是移動機(jī)器人定位的關(guān)鍵問題。我們用視場角可達(dá)到185°的魚眼鏡頭來建立全方位視覺系統(tǒng)。雖然魚眼鏡頭具有超大廣角的優(yōu)點(diǎn)，但所成圖像有很大失真，需要通過一些方法把畸變部分恢復(fù)到原來的狀態(tài)。本文首先介紹了四種標(biāo)定魚眼圖像的方法，用標(biāo)定得到的

2、參數(shù)進(jìn)行魚眼校正。然后介紹了三種常用于魚眼鏡頭設(shè)計中的魚眼成像模型，并推導(dǎo)出它們各自的校正模型，在此基礎(chǔ)上，通過實驗分析獲得本研究所用魚眼鏡頭的校正模型，并給出實時校正效果。
　　 目標(biāo)識別和跟蹤是移動機(jī)器人定位的依據(jù)。本文介紹了三種目標(biāo)識別方法：顏色加面積識別、特征參數(shù)識別和直線識別。在整體實驗中選用的識別方法是特征參數(shù)識別，該方法精度高，抗噪聲能力強(qiáng)，但運(yùn)算量稍微大些。直線識別是單獨(dú)用于直線方程定位法中的。本文還介紹了兩種跟

3、蹤算法：基于顏色擴(kuò)展和粒子濾波跟蹤法。由于粒子濾波計算量太大，實時性差，所以整體實驗中選用顏色擴(kuò)展跟蹤法。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在室內(nèi)環(huán)境中，基于特征參數(shù)識別加顏色擴(kuò)展跟蹤是最理想的選擇，精度和實時性都能很好滿足。
　　 本文提出了三種定位算法，包括平面兩點(diǎn)定位、空間立體定位和直線方程定位，并通過實驗分別分析了它們的精確性。在整體實驗中，選用的定位算法是平面兩點(diǎn)定位法，因為它算法簡單，精度相對比較高。本文還介紹了兩種導(dǎo)航算法：基本導(dǎo)航算