隨著移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展,移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃成為了研究熱點(diǎn)。本文利用雙目立體視覺技術(shù)搭建移動(dòng)機(jī)器人立體視覺系統(tǒng),使其能夠在室外未知或局部未知的環(huán)境中完成自主導(dǎo)航。移動(dòng)機(jī)器人在行駛過(guò)程中,通過(guò)視覺感知附近場(chǎng)景的三維信息,并以此作出路徑規(guī)劃。移動(dòng)機(jī)器人立體視覺系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)方面,以Pioneer 3-AT型移動(dòng)機(jī)器人為機(jī)器人平臺(tái),以Bumblebee雙目立體攝像頭為主要傳感器。攝像頭通過(guò)安裝在機(jī)器人上的PTU-46-17.5二自由度云臺(tái)調(diào)整視野。機(jī)器人上擴(kuò)展MIO-9290車載計(jì)算機(jī),提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)算能力。軟件系統(tǒng)基于機(jī)器人操作系統(tǒng)(RobotOperatingSystem,ROS)構(gòu)建,解決軟件模塊化設(shè)計(jì)問(wèn)題。根據(jù)系統(tǒng)特性,設(shè)計(jì)感知層、規(guī)劃層、執(zhí)行層的軟件層級(jí),不同的層級(jí)分裝不同的模塊,使整個(gè)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高內(nèi)聚、低耦合。雙目立體視覺是用兩個(gè)攝像頭模擬人眼的立體感覺,系統(tǒng)經(jīng)過(guò)標(biāo)定后匹配左右兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)拍的相片即可恢復(fù)附近場(chǎng)景的三維信息。利用三維信息,系統(tǒng)基于隨機(jī)抽樣一致性(Random Sample Consensus,RANSAC)算法識(shí)別道路,使移動(dòng)機(jī)器人沿路邊行駛時(shí)不影響其他行車車道內(nèi)的車輛;識(shí)別障礙物,使機(jī)器人能夠無(wú)碰撞行駛;基于改進(jìn)RANSAC算法識(shí)別車道線,使機(jī)器人規(guī)劃的路徑保持在同一車道內(nèi),且保證實(shí)時(shí)性和魯棒性。最后,移動(dòng)機(jī)器人立體視覺系統(tǒng)利用處理后的三維信息以及識(shí)別場(chǎng)景的結(jié)果,作局部路徑規(guī)劃。采用基于行為的算法,將機(jī)器人的路徑規(guī)劃任務(wù)分為沿路邊行駛趨向目標(biāo)行為和避障行為。行為以包容式結(jié)構(gòu)融合,系統(tǒng)在不同環(huán)境中以融合后行為實(shí)時(shí)規(guī)劃出合理路徑。實(shí)物實(shí)驗(yàn)證明,移動(dòng)機(jī)器人能夠在室外環(huán)境中通過(guò)雙目立體視覺完成自主導(dǎo)航。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 曲學(xué)軍;張璐;;基于雙目視覺的三維測(cè)量方法[J];計(jì)算機(jī)仿真;2011年02期

2 解興哲;王Y

本文編號(hào)：2819870