基于机器视觉的机器人测距研究

机器人测距技术是机器人导航、路径规划以及协作编队关键技术之一。基于透视投影几何原理,提出了单目视觉测距模型,实现物体测距。单目视觉测距模型实现了在摄像机与目标平面平行或者有夹角情况下,对目标物体距离的测量。实验结果表明,所提出的测距模型和和所用的算法,不仅避免了复杂的摄像机标定,而且测量速度快,能够实现对目标物体空间距离的精确测量。     

CCD摄像机标定

在基于单目视觉的农业轮式移动机器人自主导航系统中,CCD摄像机标定是农业轮式移动机器人正确和安全导航的前提和关键。摄像机标定确立了地面某点的三维空间坐标与计算机图像二维坐标之间的对应关系,机器人根据该关系计算出车体位姿值自主导航。因此,根据CCD摄像机针孔成像模型,利用大地坐标系中平面模板上已知的各点坐标,建立与计算机图像空间中各对应像素值之间的关系方程组,在Matlab环境下拟合出摄像机各内外参数。实验结果表明：该方法可以正确完成CCD摄像机标定。     

移动机器人自适应视觉伺服镇定控制

对有单目视觉的移动机器人系统,提出了一种自适应视觉伺服镇定控制算法;在缺乏深度信息传感器并且摄像机外参数未知的情况下,该算法利用视觉反馈实现了移动机器人位置和姿态的渐近稳定.由于机器人坐标系与摄像机坐标系之间的平移外参数(手眼参数)是未知的,本文利用静态特征点的位姿变化特性,建立移动机器人在摄像机坐标系下的运动学模型.然后,利用单应矩阵分解的方法得到了可测的角度误差信号,并结合2维图像误差信号,通过一组坐标变换,得到了系统的开环误差方程.在此基础之上,基于Lyapunov稳定性理论设计了一种自适应镇定控制算法.理论分析、仿真与实验结果均证明了本文所设计的单目视觉控制器在摄像机外参数未知的情况下,可以使移动机器人渐近稳定到期望的位姿.     

移动机器人足目标定方法

为构建完整的移动机器人视觉导航系统,提出了一种移动机器人足目标定方法．该方法以一个带有数个已知标记点的平面反射镜为中介,分别标定出平面镜坐标系与摄像机坐标系的欧氏变换关系、镜像坐标系与摄像机坐标系的欧氏变换关系、镜像坐标系与平面镜坐标系的欧氏变换关系及机器人坐标系与平面镜坐标系的欧氏变换关系,从而确定摄像机坐标系和移动机器人车体坐标系的欧氏变换关系,实现了移动机器人足目标定．实验结果表明,该方法简单、有效,无需昂贵的标定装置和复杂的标定过程,且可实现现场标定．     

基于单目视觉的电动公交车自动更换电池系统

目前电动公交车所用电池沉重而体积大,人工更换时存在挪动调整费力、精确定位困难等问题。针对这些问题,提出一种基于单目视觉的电动公交车自动更换电池系统。该系统使用单目摄像机获取图像,对蓄电池箱的空间位姿进行测量,再通过两级导轨和旋转机构将蓄电池调整到指定位置。位姿测量时采用基于点特征的单目视觉测量算法,提取蓄电池箱的四个角点作为特征点,根据特征点在物体坐标系下以及在CCD成像面上的坐标值,在空间投影模型的基础上求解出物体坐标系相对于摄像机坐标系的变换矩阵,从而求得蓄电池箱的空间位姿。实验证明该方法具有较高的可靠性,并且满足实际问题的精度要求。     

基于全局彩色摄像机的移动机器人定位

本文提出一种基于全局彩色摄像机的移动机器人定位方法。该方法首先利用全局彩色摄像机对移动机器人所在的运动平面拍摄图像并基于色调和饱和度信息进行图像分割获取目标物体在图像平面坐标系中的位置,然后利用多项式拟合的方法实现图像平面坐标系到移动机器人运动平面坐标系的映射,从而确定移动机器人在其运动平面坐标系中的位置,同时利用移动机器人的行驶轨线近似获得其方向角。实验结果表明了上述方法的有效性,具有一定的实用价值。     

移动机器人视觉系统与摄像机标定

基于视觉系统的移动机器人导航技术是近年来移动机器人研究领域的一个热点,而摄像机标定是视觉系统的基础,它建立了摄像机系统尺寸(像素)和已知的三维世界坐标系系统阃的关系.本文提出了一种新的移动机器人视觉系统坐标系建立方法,简化了摄像机标定.最后通过实验对此方法进行了验证.     

单目式自主机器人视觉导航中的测距研究

针对传统自主式机器人视觉测距方法的缺陷,提出了一种建立在B 对偶空间几何学上的单目摄像机标 定方法,并将其应用到单目式自主机器人的视觉测距中．与OpenCV 标定方法相比,新的标定方法对CCD 摄像机 内参数的计算更为准确,并减小单目视觉测距的总体误差．同时,在引入运动目标自动提取算法的基础上,将目标 车辆的自动检测与实时测距融合为一个完整的系统．通过实际的测量及对比试验,验证了所提出方法的有效性．     

动态船舶行驶场景下的实时单目测距算法研究

为了利用单目视觉实时监测船舶行驶过程中与周围船舶之间的距离,首先分析单目视觉测距现状及其成功应用实例,基于小孔成像原理建立单目相机模型,通过几何推导,得到世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系及像素坐标系之间三层坐标转换关系.随后通过实验验证pitch俯仰角与yaw水平角对单目视觉测距的影响程度,从而分析出动态船舶行驶场景...     

基于单目视觉的移动机器人目标测距方法研究

为实现具有单目视觉的移动机器人对目标物体的定位测距工作,本文提出了一种基于单目视觉的几何测距算法融合的方法。该方法利用圆曲线拟合方法对方法所得的数据进行了优化,克服了由于外界环境变化以及对参照物识别时所产生的误差影响测距定位精度的问题,并通过实验来验证了这种融合方法的可行性。