基于视觉信息的移动机器人定位研究

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1、中国科学院自动化研究所硕士学位论文摘要移动机器人是机器人学中的一个重要分支。早到60年代，就已经开始了关于移动机器人的研究。随着移动机器人技术的发展．人们对移动机器人的要求不再停留在简单的执行操作者发出的命令上，而是朝着多功能化、智能化、大众化的方向发展。研究未知环境中的移动机器人视觉系统及其摄像机标定、传感器信息融合、导航控制理论与方法具有非常重要的意义。本文针对移动机器人视觉图像处理算法、控制的软件平台设计与开发问题开展研究工作。本文首先对移动机器人技术、移动机器人视觉系统及移动机器人控制的软件平台的研究概况进行了综述，并对本文的选题背景

2、、主要内容做了介绍。其次，分析了移动机器人对于门牌号的定位问题，提出了一种基于小波变换和TIP算子的移动机器人门牌定位算法：并进一步将被定位门牌上的数字采用基于神经网络的数字识别方法进行识别。第三，针对移动机器人CASIA—I摄像机标定问题，提出了一种新的基}·多项式的摄像机标定算法。并在此基础上，融合了CCD、超声、红外等多个传感器的信息，提出了一种分步式多传感器融合算法，用于移动机器人的环境目标定位。第四。设计并实现了应用于移动机器人CASIA—I控制的软件平台，在分析了移动机器人体系结构的基础上，设计了移动机器人软件平台的整体框架，并洋

3、约i介绍了软件平台的移动机器人端和监控端这两大部分的体系结构设计和具体实魄方法。最后，本文对所取得的研究成果进行了总结，并指出了需要继续丌展的1i作，关键词：移动机器人，视觉，摄像机标定，门牌定位识别，多传感器融台中国科学院自动化所硕士学位论文ABsTR垒c!AbstractMobileRobotiSoneofthemostimportantpartsofRobotics．Theresearchonmobilerobotstartedearlyin1950’S．Witllthedevelopmentofthetechnologyofmobil

4、erobot，thefunctionsthatthemobilerobotsarerequiredbymalltoperformarechangingfromsimplyexecutingoperators’commandstohavingmulti—functions，intelligenceandpopularity．Itisverysignificanttodotheresearchonmobilerobots’visionsystem，cameracalibration，multi-sensorfusion，androbotnavig

5、ation．Inthisthesis，theresearchonthealgorithmsformobilerobots’visionandthedevelopmentofcontrolsoftwareplatformformobilerobotCASIA-Iarepresented．Firstly,theresearchonthemobilerobottechnology,thevisionsystemofmobilerobotandthesoftwareplatformformobilerobots’controlarereviewed，

6、andthebackgroundandstructureofthisthesisareintroduced．Secondly,apositioningalgorithmbasedonwavelettransformandTIPoperator,whichisusedfurmobilerobottolocatethedoorplate，ispresented．Furtheradigitalrecognitionalgorithmbasedonneuralnetworksispresentedtorecognizethedigitalsonthe

7、doorplate．Thirdly,anewalgorithmofcameracalibrationbasedonpolynomialisproposedtocalibratethecamerathatiSfittedonthemobilerobotCASIA．I．Basedonthisalgorithm，anewhierarchicalalgorithmofmulti·sensorfusion，whichisbasedontheinformationfusionofCCD，ultrasonicandinfraredsensors，ispre

8、sentedformobilerobottolocateanenvironmenttarget．Fourthly,anopensoftwareplatform，wh