基于区域生长的智能车辆阴影路径图像分割方法

针对作者自主开发的视觉导航区域交通智能车辆(Cyber Car)的导航路径在阴影条件下难以应用单一传统阈值方法分割提取的问题,提出了基于区域生长的图像分割方法.该方法利用路径边缘信息寻找种子点,进而对整个路径区域进行生长,最终实现车辆导航路径的准确分割与提取.同时为满足车辆导航实时性的要求,还提出了对分块子图像进行压缩的方法.对不同阴影下导航路径图像的分割试验表明,该方法能够实时、准确地识别导航路径,并具有较强的抗干扰能力.     

基于根茬检测的秋后残膜回收导航路径提取方法

针对秋后残膜回收作业视觉导航中的路径规划问题,提出一种作业路径提取方法。提取根茬、残膜和行间茎秆碎叶三类图片的颜色空间特征和纹理特征,按8∶2构成训练集和测试集;以检测根茬为目标,搭建随机森林模型对样本图片进行分类,通过特征重要性和相关性对特征进行降维,使用网格搜索确定随机森林模型的最优模型参数;基于根茬主干保持的直立特点,把检测到的每一个根茬上下顶点作为特征点,通过最小二乘法对所有特征点进行拟合即为作业导航线。试验结果表明,通过特征选择将30维特征降到16维,单幅图像处理时间从0.24s降到0.16 s。在模型最优参数下,测试集准确率为92.5%。选取450幅10×20像素图片进行分类测试,准确率为91.8%,根茬检测准确率(敏感性)为90.7%。选择200幅ROI区域大小为100×200像素的田间作业图片进行导航线拟合试验,其包括不同天气、不同俯角以及非正常驾驶图片,成功拟合出171幅图像。该根茬检测方法具有较高的稳定性和准确性,可为不同作物根茬检测以及路径提取提供参考。     

基于区域生长的智能车辆阴影路径图像分割方法

针对作者自主开发的视觉导航区域交通智能车辆(Cyber Car)的导航路径在阴影条件下难以应用单一传统阈值方法分割提取的问题,提出了基于区域生长的图像分割方法。该方法利用路径边缘信息寻找种子点,进而对整个路径区域进行生长,最终实现车辆导航路径的准确分割与提取。同时为满足车辆导航实时性的要求,还提出了对分块子图像进行压缩的方法。对不同阴影下导航路径图像的分割试验表明,该方法能够实时、准确地识别导航路径,并具有较强的抗干扰能力。     

基于踢脚线的结构化环境单目视觉导航

针对室内结构化环境下的导航任务,提出一种以踢脚线为参考直线的基于单目视觉的导航算法。利用单目摄像头提取图像,运用Canny边缘检测方法和霍夫变换相结合的边缘检测算法提取结构化环境中的踢脚线,根据平行直线在图像平面的成像原理,提取出参考直线和偏航角作为导航信息,实时控制小车的运动。试验结果显示,基于该方法设计的小车可以实现安全行驶,该方法获取的导航参数受光照的影响不大,稳定可靠,能满足安全性和实时性的要求。     

基于AdaBoost RBF神经网络的火灾烟雾检测

为了解决大空间场所的火灾早期预警问题,减少环境变化对预报的影响,从烟雾的视觉特征角度探讨了视频火灾烟雾检测方法.该算法首先采用背景减除法获得差分图像,接着对差分图像进行二值化,并结合数学形态学提取可疑区域,然后从可疑区域提取颜色特征、运动特征和形状特征,最后使用基于AdaBoost的RBF神经网络进行识别,判断场景中是否有烟雾出现.试验表明,该方法能有效地检测出烟雾并且具有较好的抗干扰能力,提高了烟雾检测的准确率,具有较好的工程应用价值.     

集中式光伏电站巡检无人机视觉定位与导航

为了使无人机在集中式光伏电站实现自主飞行,完成光伏组件红外及可见光图像采集任务,针对集中式光伏厂区光伏组串分布特点,提出光伏组串边缘检测方法,并通过视线导引法实现无人机路径跟随控制. 同一厂区的不同光伏组件之间存在颜色差异,针对其颜色特征提出自定义分割方法,结合形状特征可有效识别光伏组件;提取光伏组串轮廓和边缘信息可获取无人机理论飞行路径,通过视线导引法实现无人机对理论飞行路径的精准跟随以确保图像数据采集的有效性和完整性. 实验结果表明,提出的光伏组串识别算法具有较好的适应性和实时性,能够用于无人机理论飞行方向与无人机和光伏组串间偏移量的计算,利用导航控制算法能够实现理想的光伏组串循迹. 光伏组串识别算法和视线导引法能分别有效实现定位和导航,2个程序的结合能够满足无人机飞行控制要求.     

无人机导航信号稳定跟踪方法

在复杂背景下易混入随机噪声,导致无人机导航信号检出率较低、跟踪误差较大.为此,本文提出了基于改进图像特征块匹配的无人机导航信号稳定跟踪方法.利用图像传感器、CCD摄像机等设备采集序列图像;采用Harris算法提取特征点确立匹配准则,选取估计量最优值完成特征点匹配;使用改进的图像模块匹配法计算目标模块与子模块的相似度,同...     

一种改进的田间导航特征点提取算法

针对以田间图像每行背景像素的坐标中点作为导航特征点,拟合出的导航线精度不高的问题,提出了一种改进的特征点提取算法:首先,采用归一化2G-R-B超绿特征对图像进行灰度化,再用最大类间方差(OSTU)法和形态学闭运算分别对灰度图像进行分割和滤波;然后,提取每行背景像素坐标中点作为初始特征点,再根据初始特征点与图像中心线间表示农作物的像素数对特征点进行修正;最后,利用修正后的特征点拟合得到导航线.仿真结果表明:该改进算法受环境噪声影响较小、实时性好,拟合出的导航线在精度上具有明显优势.     

深度学习下盲人避撞路径导航方法研究

传统导航方法只能检测出路径上存在的静止障碍物,无法检测出运动障碍物,为此提出基于深度学习的盲人避撞路径导航方法.收集语音信号,利用语音识别模型获取语音特征参数,根据语音特征参数识别出盲人输入的语音序列内容,确定盲人所要到达的目的地.构建障碍物检测模型,检测盲人所在位置与其目的地路径上障碍物的形状特征及其运动方向、速度,并计算初始位置与到达位置的距离.利用深度学习中的卷积神经网络规划出最优避撞路径,实现盲人避撞路径导航.实验结果显示,该方法检测出来的障碍物在x轴和y轴上的径向运动速度相差无几,可以实时跟踪监测障碍物的移动方向及运动速度.本研究方法所得速度与障碍物的实际运动速度基本一致,误差在0.2～0.4 cm/s之间,且在测试时间为50 min时,避障精准度达到96.5%,能够实现最优避撞路径规划及导航.     

结合结构与梯度的图像哈希算法

为了提高分类性能和运算效率,提出结合结构特征与梯度特征的图像哈希算法. 该算法对输入图像进行预处理提高算法的鲁棒性,将预处理后的图像转换到YCbCr颜色空间,提取亮度Y分量. 利用Y分量的峰顶曲线和峰谷曲线来获取外部结构特征,同时提取峰顶和峰谷的位置信息来构建内部结构特征. 结合外部结构特征和内部结构特征得到图像的结构特征;提取Y分量的横向梯度与纵向梯度来构建图像的梯度特征;将结构特征与梯度特征联合起来并扰乱得到最终的哈希序列. 实验结果表明,所提算法对亮度调整、对比度调整和高斯低通滤波等保持内容的图像处理较稳健. 与已有算法对比,该算法具有更好的受试者工作特性（ROC）曲线和较好的图像分类性能,在篡改检测实验中,该算法可以有效地检测篡改图像.     

基于MAS的高速AGV视觉路径跟踪与控制

基于视觉的自动导向小车（V-AGV）是目前智能移动机器人的研究热点，主要问题是视觉周期过长带来的速度低、导航精度不高以及循线导航时系统对突发事件（障碍物、故障车）的适应能力差，通过将视觉与非视觉传感器集成，采用基于MAS思想的软件系统，视觉系统探测路径区域信息，建立路径复杂度函数，以模糊推理完成速度规划，融合信息实现跟踪控制，使系统对复杂路径具有智能适应能力，实现高速、高精度循线导航；避障规划-避障-路径恢复方法用于突发事件处理，提高了系统的可靠性、稳定性、仿真和实际应用证明了方法的有效性。     

自主移动机器人局部优化导航算法研究

自主移动机器人在未知环境下需要依靠自身装配的传感器不间断地获得周围环境信息,辨别出障碍物的位置,进行计算和自主决策.现有导航算法在面临U型等复杂环境时容易在僵死路径上产生反复,导致导航不能继续.文中提出了一种基于模糊逻辑的局部优化导航算法,采用"辨识-记忆"策略来处理传感器信息.在路径规划中保留最近走过路径的位置和角度特征等相关资源,形成"记忆".当前规划路径形成死区并反复运行时,会形成"辨识"并重新规划路径和导航决策以避免障碍物碰撞.在Webots Pro和Matlab下设计仿真实验,结果表明移动机器人在模糊规则指导下能有效避障和避免死区现象,实现较好的自主导航.     

差速轮式移动机器人的定位导航算法

针对差速轮式移动机器人定位及导航算法中从圆弧路径切换到直线路径时车体晃动问题进行研究,提出了一种新的路径规划方法。首先介绍差速轮式移动机器人的定位算法和导航算法（直线导航、圆弧导航）,然后分析从圆弧路径切换到直线路径时存在的问题及产生的原因并提出了一种新的路径规划方法,最后建立Simulink模型进行仿真。仿真结果表明新的路径规划方法取得了良好的效果。     

动态环境下自主移动机器人的导航复杂性

在自主移动机器人相关技术的研究中，导航技术是其研究核心.动态不确定环境下的路径规划是自主移动机器人导航的关键环节之一，受到了许多学者的关注.多障碍环境下的路径规划，尤其是多障碍动态环境下的路径规划，是一个比较复杂的问题.通过混沌现象对自主移动机器人在动态环境下，利用传感器信息导航的复杂性进行了探讨.通过计算最大Lyapunov指数和描绘功率谱分析图这两种方法，确定了自主移动机器人从传感器上获得的机器人与障碍物间距离信息的时间序列存在混沌现象，揭示了自主移动机器人在动态环境下导航复杂性的原因.     

Dead-reckoning/vision integrated navigation for mobile robot

0　INTRODUCTIONInordertofulfilamission ,amobilerobothastohaveanavigationsystem .Severaldifferenttechniques ,suchasGPS ,anddead reckoningandbeaconbasedsys tem[1～ 3] canbeusedforrobotnavigation .Foraparticularkindofmission ,arobotwillfulfil ,aproperkindofnavi gationsystemwillbeusedfortherobot.Sincealmostallnavigationsystemshavetheiradvantagesanddrawbacks ,sometimesasinglenavigationsystemcannotsatisfyalltherequirementsforfulfillingaparticulartask[4 ] .Sotwoorthreenavigationsystemshavetobei…     

基于路径识别和跟踪的视觉导航

路径识别和路径跟踪是轮式移动机器人视觉导航的两个关键问题,本文利用带状路径标示线的直线信息对路径进行识别,采用模糊控制器实现对路径的跟踪控制。通过仿真实验表明,该方法具有很高的实时性和很好的控制精度,能够满足轮式移动机器人视觉导航的需要。     

未知环境下的移动机器人主动寻径导航策略

针对纯粹反应式的导航算法有时会出现没有远见现象的问题,设计了一种基于行为和路径子目标的主动寻径导航策略。该策略首先利用目标点和远距离传感器的信息生成可行路径子目标点,接着使用决策树实现快速的行为决策。仿真结果证明了有效性。     

一种基于图像导航的骨外科手术机器人系统

髓内钉远端孔锁定是目前长骨骨折内固定手术中的难题.介绍了一种机器人外科手术系统及作为其核心技术的图像导航方法.首先对X光图像进行畸变矫正和对比度增强,然后提出一种基于几何模型的对准方法,得到一条能够穿过髓内钉远端孔的三维路径,从而引导串联机器人锁定髓内钉.系统还包括虚拟手术仿真子系统和遥操作子系统,可以模拟、监控手术过程,并可使医生远距离操作系统完成手术.实验表明,该系统能成功实现用机器人锁定髓内钉.并且与传统手术方法相比,具有较高的定位精度和稳定性,可以大大减少手术所需时间,降低医生所受辐射剂量.     

基于遗传算法的移动机器人的一种路径规划方法

在考虑机器人及障碍物尺寸的条件下,将遗传算法用于针对运动目标的移动机器人动态避障路径规划,采用了两次寻优的办法规划最佳路径,并针对两次的遗传算法操作寻优过程,分别建立了严谨且简洁的适配值函数．仿真实验表明,本文提出的动态避障路径规划方法可实时、稳定地产生移动机器人的最佳规划路径．该方法也可用于智能机器人追踪移动目标的自动导航．