基于單目視覺的室內(nèi)目標(biāo)定位技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)器視覺是讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人類視覺所具有的功能,也是移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的關(guān)鍵課題。通過視覺傳感器獲取外界圖像是機(jī)器人感知外界環(huán)境的重要方式,而單目視覺傳感器由于其設(shè)備簡(jiǎn)單、獲取信息豐富等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。本文以未知室內(nèi)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用為主線,檢測(cè)目標(biāo)與地面之間的交線,并把交線作為機(jī)器人可行駛區(qū)域的邊界,文中對(duì)室內(nèi)下降樓梯定位、室內(nèi)地面目標(biāo)定位、攝像機(jī)標(biāo)定以及單目視覺測(cè)距進(jìn)行了深入研究,實(shí)現(xiàn)的主要功能如下:
　　(a)室內(nèi)下降樓梯檢

2、測(cè)分為兩個(gè)模塊,第一個(gè)模塊:機(jī)器人初始位置遠(yuǎn)離樓梯,利用紋理能量測(cè)度檢測(cè)遠(yuǎn)處低能量區(qū)域,標(biāo)記遠(yuǎn)處樓梯大致位置;第二個(gè)模塊:移動(dòng)機(jī)器人距離樓梯較近時(shí),在紋理能量測(cè)度的基礎(chǔ)上,進(jìn)行直線檢測(cè)和直方圖匹配度量等方法,精確定位下降樓梯邊緣線。
　　(b)室內(nèi)未知環(huán)境中目標(biāo)繁雜,盡可能的檢測(cè)完整的邊緣線是目標(biāo)定位的前提。為了得到豐富的邊緣線,本文利用改進(jìn)的Sobel算子進(jìn)行邊緣檢測(cè),并把多彩色空間RGB和HIS各個(gè)分量的邊緣檢測(cè)圖像通過權(quán)重因

3、子進(jìn)行邊緣融合,用自適應(yīng)閾值對(duì)其二值化,最后通過交叉掃描以及直方圖匹配度量準(zhǔn)則得到目標(biāo)與地面的交線。
　　(c)移動(dòng)機(jī)器人在目標(biāo)定位時(shí),需要確定自身與目標(biāo)之間的距離,這是避免碰撞的關(guān)鍵。通過透視投影建立攝像機(jī)與目標(biāo)的幾何測(cè)距模型,本文在測(cè)距時(shí)按照目標(biāo)點(diǎn)在攝像機(jī)視野范圍內(nèi)的位置分成三種情況進(jìn)行計(jì)算,簡(jiǎn)化了測(cè)距模型,降低了計(jì)算復(fù)雜度。對(duì)于計(jì)算中需要的攝像機(jī)內(nèi)參數(shù),通過張氏標(biāo)定方法對(duì)攝像機(jī)離線標(biāo)定。
　　通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的算