隨著移動機器人技術(shù)的飛速發(fā)展,移動機器人局部路徑規(guī)劃成為了研究熱點。本文利用雙目立體視覺技術(shù)搭建移動機器人立體視覺系統(tǒng),使其能夠在室外未知或局部未知的環(huán)境中完成自主導航。移動機器人在行駛過程中,通過視覺感知附近場景的三維信息,并以此作出路徑規(guī)劃。移動機器人立體視覺系統(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型移動機器人為機器人平臺,以Bumblebee雙目立體攝像頭為主要傳感器。攝像頭通過安裝在機器人上的PTU-46-17.5二自由度云臺調(diào)整視野。機器人上擴展MIO-9290車載計算機,提高系統(tǒng)實時運算能力。軟件系統(tǒng)基于機器人操作系統(tǒng)(RobotOperatingSystem,ROS)構(gòu)建,解決軟件模塊化設(shè)計問題。根據(jù)系統(tǒng)特性,設(shè)計感知層、規(guī)劃層、執(zhí)行層的軟件層級,不同的層級分裝不同的模塊,使整個軟件系統(tǒng)實現(xiàn)高內(nèi)聚、低耦合。雙目立體視覺是用兩個攝像頭模擬人眼的立體感覺,系統(tǒng)經(jīng)過標定后匹配左右兩個攝像機同時拍的相片即可恢復附近場景的三維信息。利用三維信息,系統(tǒng)基于隨機抽樣一致性(Random Sample Consensus,RANSAC)算法識別道路,使移動機器人沿路邊行駛時不影響其他行車車道內(nèi)的車輛;識別障礙物,使機器人能夠無碰撞行駛;基于改進RANSAC算法識別車道線,使機器人規(guī)劃的路徑保持在同一車道內(nèi),且保證實時性和魯棒性。最后,移動機器人立體視覺系統(tǒng)利用處理后的三維信息以及識別場景的結(jié)果,作局部路徑規(guī)劃。采用基于行為的算法,將機器人的路徑規(guī)劃任務(wù)分為沿路邊行駛趨向目標行為和避障行為。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時規(guī)劃出合理路徑。實物實驗證明,移動機器人能夠在室外環(huán)境中通過雙目立體視覺完成自主導航。
【學位單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TP242

【參考文獻】

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1 曲學軍;張璐;;基于雙目視覺的三維測量方法[J];計算機仿真;2011年02期

2 解興哲;王Y

本文編號：2819870