单目视觉移动机器人导航算法研究现状及趋势

拥有自主导航能力的移动机器人在救灾、家政等人类生活中使用得愈加广泛.单目视觉导航算法作为机器人视觉导航中的一种,具有成本低、距离不受限的优势,但仍存在尺度不确定性和初始化问题.该综述根据对移动机器人的运动性质研究,主要从障碍检测、空间定位、路径规划三个方面对单目视觉导航技术进行了模块化分析,并以单目视觉导航算法的关键技...     

室外机器人视觉导航的路径结构识别

提出了基于路径结构特征识别的视觉导航算法,以室外环境下导航路径图像为研究背景,根据图像RGB颜色特征,利用颜色聚类算法,将导航路径从复杂背景中提取出来,并检测出导航路径的中心离散点作为导航路径的基准点。当路径具有较明显的曲线特征时,利用最小二乘法曲线拟合检测导航路径,否则利用最小二乘法检测直线作为机器人的导航路径。实验结果表明：该算法在导航路径具有复杂的结构特征等情况下有较好的导航效果。     

改进Center-Net网络的自主喷涂机器人室内窗户检测

室内自主喷涂机器人可以实现室内墙面喷涂的自动化以此提升喷涂的效率,减少人力物力的投入。而基于计算机视觉的室内窗户检测算法则是该机器人的关键技术。对于室内窗户检测,由于环境光照、窗户形状和窗户透光属性的存在,传统方法无法得到较好的效果。针对此问题,设计一种基于深度学习的室内窗户检测算法。该算法主要对中心点网络(CenterNet)的特征提取网络进行修改,减少部分卷积操作,使用Ghost模块替换原始的卷积模块,降低特征冗余,并引入注意力机制,让网络尽可能表达重要信息。实验结果表明,改进的CenterNet在不损失网络精度的前提下,大幅度提高了网络的运算速度,使得该检测算法即使在机器人端的嵌入式系统上也可以达到实时检测的效果。     

农业自主行走机器人视觉导航技术研究

对农业自主行走机器人的单目视觉导航技术展开了研究,包括行走路径的提取方法和机器人的自定位方法.对复杂农田场景和道路场景进行了描述和合理的假设,通过对图像信息的处理和理解,采用改进的Hough变换的方法提取出导航路径,并根据导航路径信息对农业自主行走机器人的自定位技术进行了研究,最终求得机器人相对于导航路径的横向偏离和角度偏差.实验结果表明,该方法能够满足农业机器人自主行走的要求.     

嵌入式单目机器人视觉检测及避障系统设计

为实现机器人在移动中快速检测和避开障碍物功能,提出一种在室内以单目视觉为基础的嵌入式机器人检测障碍和避障的设计方案;通过对HSI颜色空间的H空间进行分块,获取分块区的颜色矩特征进行比较,能快速检测障碍物;通过几何法建立机器人坐标和图像坐标的关系,计算障碍物实际距离,准确定位障碍物;通过输入障碍物距离和偏离前进方向的角度到模糊控制器,获得输出转动角度,并对输出的角度进行调节;实验结果表明该系统具有实时性和可行性,实现了利用图像分块的信息快速检测定位障碍物,并通过模糊控制器完成了避障要求。     

基于改进ORB算法的视觉里程计特征匹配方法

为了满足排爆机器人自主导航要求,利用视觉SLAM技术,为排爆机器人路径规划做准备。本文主要对用特征点法搭建的前端视觉里程计进行优化,将FAST角点法与Harris角点法进一步结合,同时引入SIFT算法关键点检测,然后与BRIEF描述子结合,用暴力匹配算法完成不同图像的匹配。通过仿真实验验证算法的可行性,为后续的路径规划奠定基础。     

视觉同步定位与地图重建—–基于先验信息的SIFT 匹配算法

鉴于尺度不变特征转换（SIFT）匹配算法存在计算效率不高且容易出现误匹配的问题,针对视觉同步定位与地图重建,提出了一种基于先验信息的SIFT匹配算法．该算法首先根据机器人和特征点的相对距离变化来预测尺度空间的变化;然后根据机器人和特征点的当前状态来预测特征点的图像位置;最后在预测的图像位置进行SIFT匹配．实验结果表明...     

基于视觉的同时定位与地图构建方法综述

基于视觉的自主导航与路径规划是移动机器人研究的关键技术,对基于视觉的计算机导航与同时定位及地图构建（SLAM）方法近三十年的发展进行了总结和展望。将视觉导航分为室内导航和室外导航,并详细阐述了每一种子类型的特点和方法。对于室内视觉导航,列举了经典导航模型和技术方法,探讨了解决SLAM问题的最新进展：HTM-SLAM算法和基于特征的算法;对室外视觉导航,阐述了国际国内目前的研究动态。     

机器人抓取视觉传感目标精确定位方法

机器人抓取目标时,准确完成任务的前提是可以精准检测到目标位置,当距离目标较远时,以信号传感为基础的定位精度和稳定性会受到影响。为解决上述问题,提出基于视觉传感器的机器人抓取目标精确定位方法。利用视觉传感器获取目标图像,并标定目标位姿。采取直线段检测方法提取目标位姿特征,将提取的特征输入到改进粒子群算法的支持向量机回归模型中,输出定位结果。利用回归误差补偿模型对定位结果补偿,完成机器人抓取目标精确定位。实验结果显示,利用视觉传感器后,机器人抓取目标的定位时间为35s、与实际位置的接近程度高于81%、置信度高于92%,由此可知机器人抓取视觉传感目标定位效果较好。     

改进人工鱼群的ORB特征匹配算法

针对室内轮椅定位与地图构建中传统ORB（oriented FAST and rotated BRIEF）受到特征点检测与选取策略的影响导致特征匹配正确率不理想,提出一种改进人工鱼群的ORB特征匹配算法。使用改进后的FAST检测特征点,利用改进后的人工鱼群在组合优化问题中具有收敛速度快且易获得最优解的特点,在图像中计算出不同特征区域,根据特征点所在区域位置赋予其相应的状态,对不同状态的特征点选择保留或去除,使用汉明距离的RANSAC算法在特征区域之间进行特征匹配。实验结果表明,改进后的FAST在图像边缘处提取到更多的图像特征,在实际环境中改进后的ORB匹配算法平均正确匹配率达到了92.7%,比传统ORB平均正确匹配率高52.3%。