全景视觉系统发展与应用

全景视觉系统具有视场范围大的特点,并且系统结构种类繁多,各有特色,已广泛应用在机器人导航、空间探测、视频监控、虚拟现实、环境感知技术等民用或军用领域;全景视觉系统由全景视觉光学成像系统、图像传感器、图像处理系统和输出图像显示等组成;文章主要从全景视觉成像角度对全景视觉系统进行分类,并详细介绍了每一类的全景成像原理、发展现状和应用情况,最后对每种类型全景视觉系统的优缺点给予分析总结。     

用于机器人足球赛的全景视觉设计仿真

该文介绍用于机器人足球中型组比赛的全景视觉系统设计与仿真.该系统由一个普通摄像机和一个全向镜组成,能够拍摄到周围360度的全景图像.该文首先分析了比赛对视觉系统的各项要求,然后对几种常用的全向镜的成像效果进行仿真,得到了它们的全景图像.通过仿真结果比较,发现双曲线镜面具有单视点、变形小、分辨率高、体积小的特点,能够很好地满足比赛的要求.最后给出了摄像机和双曲线镜面的设计参数以及双曲线镜面的仿真图,完成了整个视觉系统的设计.     

基于EKF的全景视觉机器人SLAM算法

研究全景视觉机器人同时定位和地图创建（SLAM）问题。针对普通视觉视野狭窄, 对路标的连续跟踪和定位能力差的问题, 提出了一种基于改进的扩展卡尔曼滤波（EKF）算法的全景视觉机器人SLAM方法, 用全景视觉得到机器人周围的环境信息, 然后从这些信息中提取出环境特征, 定位出路标位置, 进而通过EKF算法同步更新机器人位姿和地图库。仿真实验和实体机器人实验结果验证了该算法的准确性和有效性, 且全景视觉比普通视觉定位精度更高。     

基于全景视觉的移动机器人同步定位与地图创建研究

提出了一种基于全景视觉的移动机器人同步定位与地图创建（Omni-vSLAM）方法．该方法提取 颜色区域作为视觉路标;在分析全景视觉成像原理和定位不确定性的基础上建立起系统的观测模型,定位出 路标位置,进而通过扩展卡尔曼滤波算法（EKF）同步更新机器人位置和地图信息．实验结果证明了该方法在 建立环境地图的同时可以有效地修正由里程计造成的累积定位误差．     

基于全景与前向视觉的足球机器人定位方法研究

针对足球机器人比赛中要求快速准确获取目标位置信息的特点,设计了由全景视觉和前向视觉共同构建而成的机器人视觉系统.对于单一视觉传感器,采用图像坐标系转换求反正切法、分段比例法及针孔摄像机成像模型的方法,以blob面积为优选条件选择定位方式,从而得到精度较高的定位结果.实验结果证明了该视觉系统设计的合理性及定位方法的有效性.     

一种新的用于足球机器人的全向视觉系统

全向视觉系统是RoboCup中型组足球机器人最重要的传感器之一。为了实现足球机器人的目标识别与自定位,提示了一种新的足球机器人全向视觉系统的设计与实现,其中在硬件上设计了一种由水平等比镜面和垂直等比镜面组合而成的新型全向反射镜面,其能够采集到较理想的全景图像;软件上则根据该镜面的成像特性实现了一种新颖的基于场地标志线信息的机器人自定位算法,该算法能够获得较准确的机器人自定位值。实验结果表明,该全向视觉系统能够有效地应用于机器人足球赛中。     

全景视觉在机器人自主定位中的应用

研究一种基于全景视觉的机器人自主定位的方法。利用光学视觉原理,设计了一种全景视觉传感器,从而获得机器人周围环境的全方位景物的图像。通过去除全景图像的噪声、分割颜色阈值、计算中心点等处理,识别出机器人周围景物的已知路标,采用三角定位法,计算出机器人的坐标,从而为机器人的导航、避碰等任务奠定良好的基础。实验结果表明,此方法对于机器人自主定位具有一定的可行性。     

基于视觉临场感的机器人遥操作全景环境构建

针对基于视觉临场感机器人遥操作全景环境构建过程中存在的问题,分析比较了目前全景环境构建方法存在的不足,并提出了基于图像灰度特征矢量和最大匹配度的全景图像拼接方法.实验表明该方法能够很好地满足机器人遥操作过程中虚拟环境构建的要求,并具有很好的鲁棒性.     

基于舵机云台的人型机器人单目视觉测距

P&T舵机视觉云台是摄像头可水平和垂直转动的视觉系统,视觉的可旋转性增大了可视范围;通过单目视觉三维重建原理与视觉转动角度的结合,可计算出不同转动角下目标物与机器人的距离;实验设计圆形区域,对不同转角下采集的图像进行分析,利用像平面到距离的转化,重绘了圆形区域边界,证明通过该算法机器人能获得全景视角;该算法在机器人比赛环境中,可以实现目标位置和本体位置的判断。     

基于近红外视觉的机器人室外定位系统

在光照条件可变且存在电磁干扰的环境下,针对机器人室外导航任务,提出了一种基于全景近红外视 觉和编码路标的自定位系统．通过近红外光源照明,利用全景视觉识别采用条形编码格式的路标,并利用扩展卡尔 曼滤波算法（EKF）融合视觉数据和里程计数据,从而实现机器人自定位．实验证明,该方法消除了室外大范围导航 时光照变化对机器人定位结果的影响．     

基于全景视觉的机器人回航方法

提出一种使用全景视觉系统引导机器人回航的方法.利用全景视觉装置采集出发位置(Home位置)的全景图像,使用SURF(Speeded-Up Robust Feature)算法提取全景图像中的特征点作为自然路标点.机器人回航过程中,将当前位置获得的全景图像与Home位置的全景图像进行特征匹配,确定白然路标点之间的对应关系....     

用于移动机器人的视觉全局定位系统研究

本文叙述了用于移动机器人自主导航定位的一种视觉全局定位系统技术．该视觉定 位系统由LED主动路标、全景视觉传感器和数据处理系统组成．本文主要介绍了为提高全景 视觉图像处理速度和环境信标识别可靠性、准确性的应用方法,并给出了实验结果．实验表 明,视觉定位是具有明显研究价值和应用前景的全局导航定位技术．     

基于全景近红外视觉的室外移动机器人定位系统

针对室外移动机器人定位、导航问题,提出了一种基于全景近红外视觉的路标定位系统。系统通过近红外主动照明降低了光照变化、阴影等因素的影响,利用全景摄像机获得大范围的路标定向信息。图像处理中改进大津法和路标跟踪的应用使识别路标更准确、更快速,三角定位算法确保能精确的计算出机器人的世界坐标。室外环境下移动机器人的定位实验结果表明,本系统具有较高的定位精度和良好的鲁棒性。     

基于图象分割的机器人视觉系统的设计与实现

机器人视觉系统是自主机器人的重要组成部分，而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题．本文介绍了一个包括离线颜色分析器和实时视觉信息处理器两大部分的机器人视觉系统。离线颜色分析器用于提取各种颜色的阈值，实时视觉信息处理器则利用阈值进行图象分割，从而使机器人准确认知当前环境。     

基于双目视觉反馈遥操作的配网带电作业机器人设计与实验

配网带电作业机器人可使操作人员远离危险环境,保障人员安全,减轻操作人员劳动强度,提高带电作业工作效率,具有广阔的应用前景。设计研制了一种基于双目视觉反馈遥操作的配网带电作业机器人,采用全景视觉虚拟现实技术实现沉浸式视觉反馈,采用两个六自由度遥操作手柄进行双臂机器人的精准遥操作控制。实验表明,采用双目视觉反馈遥操作控制结合自动在线工具更换等自主控制,可完成诸如带电接火等复杂配网作业功能。     

基于多机器人的微机器人足球比赛系统

微机器人足球比赛是将多机器人的协调控制、实时视觉系统、无线电通信、策略知识库系统、多传感器融合及计算机软/硬件等各种技术综合在一起的非常复杂的智能机器人应用系统.文中主要介绍能作微机器人足球比赛的MRS—1型多机器人系统.该系统由三部分组成:第一,组成球队,并能进行足球比赛的多微机器人系统;第二,对多机器人进行控制的主控系统,包括:对足球比赛的动态环境(包括自己和对方)做全面了解和分析的实时视觉系统,对各机器人与主控系统之间起联络作用的无线电通信系统,以及根据动态环境产生比赛策略的主计算机系统;第三,比赛环境,包括:比赛场地、球及裁判员,在整个比赛过程中,场外人员不允许用操纵杆、口令或其它方法干预比赛,机器人完全独立、自主地进行比赛,因此这种微机器人足球比赛是能考验机器人的智能化程度和自主性的新方法.微机器人足球比赛不但会推动多机器人系统的各种关键技术的发展,而且也会促进实际足球比赛的战术策略的发展.     

智能全景视觉传感网络目标跟踪方法设计

针对单景视觉会因目标颜色与背景颜色相同、或者遮挡物等干扰因素影响,容易导致跟踪目标丢失等,提出智能全景视觉传感网络目标跟踪方法,利用抛物面的发射镜与CCD的摄像机组合成折反射全景成像系统,通过两个成像系统拍摄的全景图像相应匹配点和已知的全景成像镜面参数,计算获得两幅图像彼此间的对极几何关系.再利用滤波清除光流噪声、通过二值化分割目标,获得待跟踪目标,接着在某一帧目标周围查询下一帧位置,敏锐感知目标较倾向起始位置周围的较小移动,同时尺度变化则需要令边界框尽可能保持起始位置的附近,完成目标精准跟踪.实验证明,所提方法不会因为外界干扰和背景颜色相同情况导致无法跟踪目标,且网络目标跟踪效率较高.     

视觉传感系统的自主移动机器人路径规划方法

在未知环境下,机器人很难快速获取周边环境信息并建立实时环境地图,实现自主运行.为此提出基于视觉导航的方法,利用全景摄像机作为机器人的视觉传感器系统采集环境信息,将彩色地图进行HSI空间下模糊聚类图像分割,得到环境二值图像;将图像进行栅格化处理来构建环境地图,运用8方向连接的Dijkstra进行全局路径规划,计算出最优路径,从而实现移动机器人的快速、自主运动.经过仿真实验证明,该方法有效且可行.     

空间机器人分布式控制系统

针对六自由度机器人控制系统的特点以及空间环境对系统的影响,提出基于双冗余设计思想的分布式视觉伺服控制系统。该系统由主控制计算机和关节控制器、手爪控制器、手眼视觉控制器等多个节点组成。系统采用冷热两级双冗余CAN总线作为各模块问的通信总线,各节点均采用双冗余设计。各智能节点通过主控计算机的规划和协调完成对机器人系统的控制功能,解决了空间机器人控制系统处理能力、空间适应性和通信实时性等问题,并进行了系统集成和性能、功能的测试,验证了该设计方案的可行性。     

一种与模型无关的全向视觉系统标定方法

传统的全向视觉系统标定方法假设研究对象满足单视点成像模型且全向反射镜面各向同性,而在实际应用中上述假设往往并不成立,这会对标定精度带来很大的影响。针对全向视觉系统成像特点设计了一种新的与模型无关的标定方法,不需要研究对象满足上述约束,适用于对各种折反射式全向视觉系统的标定,具有较高的精度。将其应用于NuBot足球机器人全向视觉系统的标定后,较大地提高了机器人基于全向视觉的自定位精度,验证了标定方法的有效性和实用性。