基于主動式全景視覺的移動機(jī)器人障礙物檢測方法研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，移動機(jī)器人將參與到社會的各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。在許多移動機(jī)器人的應(yīng)用中，障礙物檢測是其中非常重要的環(huán)節(jié)。如何快速有效地檢測出移動機(jī)器人周圍的障礙物對于完成移動機(jī)器人的避障導(dǎo)航等任務(wù)具有極其重要的意義。
　　視覺傳感器相對于其他傳感器最接近人類視覺的感知方式，能夠獲取豐富的信息，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，視覺傳感器在移動機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。但是目前存在的移動機(jī)器人視覺系統(tǒng)存在著成本高、維護(hù)難、計(jì)算

2、量大、檢測范圍受限、動態(tài)障礙物檢測困難等問題。針對這些問題本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于主動式全景視覺傳感器(AODVS)的移動機(jī)器人視覺系統(tǒng)用于障礙物的全方位快速檢測。
　　本文的主要工作包括如下幾個方面:
　　1.采用單視點(diǎn)主動全景成像技術(shù)，設(shè)計(jì)一種能一次性快速獲取移動機(jī)器人360度范圍內(nèi)障礙物信息的AODVS。AODVS將單視點(diǎn)的全方位視覺傳感器(ODVS)和由配置在1個平面上的4個紅色線激光組合而成的面激光發(fā)生器進(jìn)行集成，

3、通過主動全景視覺對移動機(jī)器人周邊進(jìn)行障礙物檢測。
　　2.基于本文設(shè)計(jì)的AODVS，研究了基于主動式全景視覺技術(shù)的障礙物快速檢測方法。該方法根據(jù)面激光發(fā)生器投射到周邊障礙物上的激光信息，通過視覺處理方法快速解析出移動機(jī)器人周邊障礙物的距離和方位等信息。
　　3.根據(jù)主動式全景視覺的移動機(jī)器人障礙物檢測方法的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種全方位的避障策略。首先將機(jī)器人移動方向分為360個候選方向，然后根據(jù)周圍障礙物距離和方位等信息結(jié)合目標(biāo)方

4、向，通過評價(jià)函數(shù)計(jì)算出移動機(jī)器人最優(yōu)可通行方向，從而計(jì)算出移動機(jī)器人的最優(yōu)避障路徑。
　　4.基于全景視覺傳感器研究了動態(tài)背景下的運(yùn)動障礙物檢測方法，針對全景視覺傳感器成像后全方位圖像存在的畸變失真以及移動機(jī)器人動態(tài)背景下全方位圖像中背景運(yùn)動不一致使得無法直接通過補(bǔ)償背景運(yùn)動的方法來獲取運(yùn)動目標(biāo)這一問題，設(shè)計(jì)了分塊仿射變換的方法實(shí)現(xiàn)動態(tài)背景下運(yùn)動目標(biāo)的提取，并根據(jù)全景視覺傳感器的成像特性通過視覺方法解析出動態(tài)障礙物的距離和方向等信