基于全方位视觉的移动机器人陆标定位技术的研究

• 作 者: 孙雪
• 机 构: 河北工业大学
• 出 处: 河北工业大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 移动机器人 陆标定位 全方位视觉 鱼眼镜头 图像畸变

机器人视觉是移动机器人最重要的感知手段之一，是机器人完成特定任务最丰富的信息来源。如何通过视觉传感器感知环境的三维信息，并为机器人实现相应功能提供精确的控制信息是机器人视觉和移动机器人领域的重要研究内容。本文在国家863 计划项目“基于全方位视觉的移动机器人动态目标探测与导航”(项目编号：2007AA04Z229)的支持下，针对基于全方位视觉的移动机器人陆标定位技术进行了深入研究，主要工作如下：　　
1.通过对鱼眼成像机理的研究，提出并设计了一种体积小、结构紧凑、基于鱼眼镜头的全方位视觉系统，能够一次性摄取整个半球域的场景信息，无需单台摄像机的回转拍摄或多台摄像机同时拍摄多幅图像进行合成，并对鱼眼镜头的参数进行标定。　　
2.对机器人陆标定位技术进行了深入研究，针对鱼眼图像畸变规律，采用简单实用、易于设置的双色序列式陆标，可以有效地解决目标丢失问题，提高陆标识别和跟踪的效率；　　
通过对多种颜色模型的比较，在受光照影响较小的HIS 颜色空间下实现陆标定位。　　
3.针对机器人图像处理系统运算量大、实时性要求高的特点，重点研究了DSP在图像处理领域的应用，在深入分析现有的图像处理技术的基础上，根据实际需要，提出了基于DSP为核心处理器的嵌入式陆标跟踪技术，为移动机器人陆标识别和跟踪的实现提供了一种简单可行的方法；并将陆标识别算法、定位算法等程序模块成功移植到TMS320DM642DSP 芯片上，实现了室内条件下移动机器人对陆标的自动识别和实时跟踪，从而实现机器人自主导航的功能。　　
实验结果表明：采用基于颜色特征的陆标识别方法是可行的，其工作效果可以达到预定的设计要求。为今后的机器人视觉研究提供了一种行之有效的方法，具有较高的理论和实际价值。