论文部分内容阅读
移动机器人导航技术是机器人领域中的一个研究热点。视觉作为机器人获取周围环境信息的重要手段,对移动机器人导航具有重要研究价值与实际应用意义。本文旨在研究和设计符合本项目要求的双目立体视觉导航机器人。本文首先根据双目立体视觉导航机器人的要求,为机器人设计了一个简易的双目摄像机,并使用基于2D平面靶标的摄像机标定法对机器人双目视觉系统进行标定,为实现双目立体视觉导航做好准备。
然后根据机器人导航过程中只关注环境中障碍物高出地面部分的信息,以及本课题中机器人运动环境存在地面平坦,纹理简单和障碍物与周围环境对比度大等特点,提出了基于补全轮廓约束的区域立体匹配方法。由于该方法将立体匹配搜索区域限制到图像轮廓上,极大地减少的图像匹配时的搜索区域,从而提高了匹配实时性。接着使用图像匹配结果和机器人视觉系统标定结果,实现空间点的三维重建,并以机器人跨越障碍的最大高度作为阈值,将重建的三维环境二值化为二维平面环境。通过栅格化障碍物的方式减少信息的冗余度。
在分析使用传统人工势场法进行机器人避障缺点的基础上,本文提出使用带记忆功能的沿边法跳出人工势场法局部最小点对其进行改进。对比传统人工势场法和改进后的人工势场法避障的效果,表明经过改进的人工势场法避障效果更好。