用于智能機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)的彩色圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在智能移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)中，機(jī)器視覺技術(shù)為其核心關(guān)鍵技術(shù)之一，而基于顏色的目標(biāo)識(shí)別技術(shù)則是機(jī)器視覺研究中的重要內(nèi)容。因此開展彩色目標(biāo)識(shí)別在移動(dòng)機(jī)器人中的導(dǎo)航應(yīng)用研究具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)彩色目標(biāo)識(shí)別中的攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)、色彩分割技術(shù)、目標(biāo)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，在此基礎(chǔ)上提出了一種HSI顏色空間下的快速彩色圖像分割算法并解決了彩色路標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別問題，通過在Pioneer 3-DX智能移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)上的試驗(yàn)證明這個(gè)基于彩

2、色圖像識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng)能夠有效成功應(yīng)用在智能機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)彩色路標(biāo)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定的識(shí)別和導(dǎo)航。本論文的主要研究工作如下： 1．在理論分析攝像機(jī)成像模型和鏡頭畸變模型的基礎(chǔ)上，分析了利用攝像機(jī)成像模型中坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)矩陣的正交特性推導(dǎo)內(nèi)部參數(shù)求解方程從而完成標(biāo)定過程的技術(shù)，給出了利用黑白方格標(biāo)定攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)的自標(biāo)定方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該方法的有效性。 2．對(duì)試驗(yàn)環(huán)境內(nèi)不同的顏色空間下路標(biāo)的描述特性進(jìn)行了比較，在對(duì)已有基于顏

3、色的分割算法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提出了一種快速顏色分割算法。在完成顏色分割后，對(duì)目標(biāo)識(shí)別的技術(shù)進(jìn)行了探討，并提出了人工路標(biāo)的識(shí)別方法。 3．在理論研究的基礎(chǔ)上，以Pioneer 3-DX智能機(jī)器人為核心構(gòu)建視覺導(dǎo)航系統(tǒng)平臺(tái)，開發(fā)了基于視覺的智能機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，通過試驗(yàn)證明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)彩色路標(biāo)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定的識(shí)別與導(dǎo)航。 通過本文的研究，認(rèn)為基于模板的自標(biāo)定技術(shù)、HSI空間快速顏色分割以及人工路標(biāo)的識(shí)別技術(shù)能夠有效應(yīng)用在智