【摘 要】
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随着计算机视觉和机器人技术的发展,视觉传感器由于高信息量、安装便捷等优点,已经被广泛应用于移动机器人领域。移动机器人视觉伺服是指基于视觉反馈信息,直接控制移动机器人运动的方法。传统的视觉伺服普遍依赖于相机参数的标定,难以胜任复杂多变的工作环境,因此,本文设计了基于特征点的移动机器人无标定视觉伺服控制方法,实现移动机器人高精度的位置控制。首先,确定系统总体方案,设计移动机器人平台和无线通讯模块,验证
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随着计算机视觉和机器人技术的发展,视觉传感器由于高信息量、安装便捷等优点,已经被广泛应用于移动机器人领域。移动机器人视觉伺服是指基于视觉反馈信息,直接控制移动机器人运动的方法。传统的视觉伺服普遍依赖于相机参数的标定,难以胜任复杂多变的工作环境,因此,本文设计了基于特征点的移动机器人无标定视觉伺服控制方法,实现移动机器人高精度的位置控制。首先,确定系统总体方案,设计移动机器人平台和无线通讯模块,验证移动机器人接收远程指令时的开环运动控制精度。其次,提出了具有鲁棒性的特征点图案和相应的识别、跟踪算法。针对视觉伺服输入需求,设计包含定位点和编码点的移动机器人特征点。在静态图像中,设计基于轮廓的特征点识别方法,在连续动态图像中,结合Median-Flow跟踪算法实现移动机器人特征点的实时跟踪。实现在复杂图像中对多个移动机器人特征点的高精度识别和快速实时定位,并通过实验验证算法。然后,研究无标定视觉伺服算法,实现移动机器人的镇定和轨迹跟踪控制。为提高相机倾斜情况下的精度,提出了静态深度估计方法,并通过实验验证控制精度。最后,在轨迹跟踪控制的基础上,设计轨迹规划方法。结合目标检测和图像分割实现对场景中障碍物的识别,再通过栅格地图法建立地图,采用A*算法实现移动机器人的避障轨迹规划。研究图像拼接算法,实现移动机器人在两张带重叠区域的图像之间的迁移。通过实验验证避障和迁移轨迹规划算法,实现机器人较大范围的自主运动能力。
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