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随着计算机和人工智能技术的发展,自主移动机器人的研究得到广泛的关注。在民用领域,自主移动机器人被应用于娱乐、家庭服务、科学实验等;在军事领域,机器人替代人在危险的场合从事危险的工作,比如防化、扫雷、救护等。研究未知环境中的移动机器人导航技术,主要包括图像识别、摄像机标定、多传感器信息融合、自主避障、导航算法和遥操作技术等。本文在移动机器人平台CASIA-I上,对上述问题进行了研究,重点研究了移动机器人在走廊环境内的自主导航问题。
首先,本文对移动机器人定位导航技术及基于Internet的移动机器人远程控制研究状况进行了综述,并对本文的选题背景和主要内容做了介绍。
其次,利用MultilayerPerceptron代替阈值分割法,提高了移动机器人在工作环境中路标分割的鲁棒性。研究了基于罗盘和CCD信息融合的移动机器人定位方法,改善了多项式拟合摄像机标定方法在应用中存在的问题。
第三,针对移动机器人CASIA-I在走廊内的自主导航问题。建立了超声数据预测模型,消除环境噪声对超声数据的干扰;利用概率加权的方法对超声、红外数据有效融合,得到更为可靠的环境信息。建立人工势场,解决了机器人的自主避障问题。本文给出两种机器人门牌搜索策略,基于地面路标和地图创建的门牌搜索策略。并提出基于视觉的摄像机伺服控制方法,提高了门牌正确识别率。
第四,利用MPEG-4提高视频的压缩比。在应用层,用RTP/RTCP协议提高UDP协议传输图像的实时性。利用TCP协议传输远程控制指令、机器人深度信息和机器人状态信息,并在监控端对机器人深度信息融合处理,绘制出机器人当前障碍物分布情况,给远程操作者提供详细的机器人环境信息;另外,本文提出了一种改进的远程控制方法。
最后,总结全文,指出需要继续开展的工作。