题名 | 面向移动机器人的单目视觉测量 |
作者 | 徐令仪 |
答辩日期 | 2017-04 |
授予单位 | 中国科学院研究生院 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 曹志强 |
关键词 | 视觉定位 位置估计 视觉测量 视觉控制 单目视觉 移动机器人 |
英文摘要 | 有效的环境感知是移动机器人领域研究的热点。单目视觉以其体积小、响应快、应用灵活等特点,已经成为移动机器人环境感知的重要手段,具有广阔的应用前景。本文针对面向移动机器人的单目视觉测量开展研究,基于先验知识建立视觉测量模型,提高了移动机器人视觉系统应用的方便性。论文的主要内容和创新点如下: 首先,分析了视觉系统对移动机器人定位及测量的研究意义,从固定摄像头的平面视觉定位、PnP 视觉定位、以及机载摄像头的视觉定位三方面,梳理了基于单目视觉的视觉系统定位与测量的研究现状,并对论文内容和结构做了介绍。 第二,面向主从式移动机器人系统,研究了基于视觉的跟随问题,其中主机器人后部贴有跟踪标识,从机器人通过CMOS 摄像头采集信息。给出了一种基于先验知识的特征点与特征线段的提取方法。设计了基于Faugeras 方法的单点位置测量方法,用于估计主机器人在从机器人坐标系下的相对位置。在此基础上,设计了逻辑控制器,实现了从机器人对主机器人的跟随控制。在基于图像的视觉伺服方面,以标识图像面积和图像面积变化率为输入,以电机输入电压占空比为输出,设计了模糊控制器,实现了从机器人对主机器人的纵向跟随控制。 第三,研究了移动机器人单目视觉基于单幅图像信息的环境测量问题。建立了视觉测量模型,依据特征点对之间的垂直位置关系,实现了目标的高度测量。以办公室自然场景为例,采集办公室场景的图像并提取特征点,计算出地面上特征点的二维位置,然后利用特征点对之间的几何关系获得目标物体的高度信息。 第四,利用天花板上的固定摄像机,提出了一种基于平面约束的机器人位姿测量方法。在移动机器人上配置跟踪标识符,通过对标识符的特征点提取与识别,结合测量模型,实现了对其视野内移动机器人位置和方向的测量。 最后,对本文工作进行总结,并指出可以进一步开展的研究工作。 |
语种 | 中文 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/14816] |
专题 | 毕业生_硕士学位论文 |
作者单位 | 中国科学院自动化研究所 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐令仪. 面向移动机器人的单目视觉测量[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2017. |
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