基于视觉的自充电移动机器人目标定位算法研究

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1、哈尔滨T程人学硕十学位论文摘要随着机器人技术不断的发展，自主移动机器人由于其良好的智能性、自主性已成为了机器人研究领域的热点之一，被赋予了多种多样的任务。考虑到机器人自身携带能源的能力，自主移动机器人工作的时间长度也就受到了限制。自充电技术的研究成为了解决移动机器人特别是室内移动机器人工作时间限制的关键，对于充电目标的识别是自充电技术中的难点。本课题对自主移动机器人室内环境下自充电过程中墙壁插座目标的定位进行研究。本文首先综述了机器人自充电技术的发展研究状况，然后介绍了本课题基于视觉的自主移动机器

2、人的系统构成和工作原理等，给出了机器人自充电控制策略。采用了基于形状及相对位置的二相插孔目标判定方法，并利用基于面积的自更新模板法匹配定位插孔目标。考虑到插座目标的尺度、视角和旋转等变化，本文利用了SIFT特征匹配算法，在待测图片中寻找与模板图像相匹配的SIFT特征点以检测目标。并在SIFT特征匹配算法提取的目标SIFT特征点基础上，对如何在双目视觉系统采集的左右图片中获取具有相同空间位置的插座标定点进行了研究，提出了结合孤立点消除、空间匹配点选择和目标标定点坐标计算等步骤的插座标定点获取方法。最

3、后本文进行了平行双目摄像机系统实验，依据上述方法获取插座目标标定点，并在摄像机坐标系中重建标定点的三维坐标。使用这种方法能够正确地获取插座目标的方位及深度信息。关键词：机器人自充电；模板匹配；SIFT特征匹配；目标定位；双目立体视觉哈尔滨T程大学硕十学位论文IABSTRACTWiththedevelopmentoftherobotics，becauseofexcellentautonomyandintelligence，autonomousmobilerobothasbecomeoneoftheh

4、ottopicsinrobotfieldandtakesmanykindsoftasks．Whenitcomestoenergycarryingcapabilityofrobotics，thelengthofworkingtimeislimited．Theresearchofautomatic．chargingtechnologyhasbecomethekeytosolvetiminglimitofmobilerobotics，especiallytointeriorenvironment．How

5、torecognizethechargingobjectisthedifficultyofautomaticchargingtechnology．Thispaperhasstudiedthetechnologyofelectricoutletlocationininteriorenvironment．Theresearchanddevelopmentstatusofrobotautomaticchargingisfirstlyreviewed，thenintroducetheautonomousm

6、obilerobotbaseonvision，includeoperationalprincipleandsystemcomposition，alsodesignthecontrolstrategyofrobotautomaticcharging．Amethodbaseonareaandfigureisusedtorecognizetwo-phasesockets，andakindoftemplatematchingmethodbaseonareaisusedtolocatetwo—phaseso

7、ckets．Consideringthescaling，rotationandvisualanglechange，thethesisuseSIFTarithmetictosearchtheSIFTfeaturepointswhichmatchwithelectricoutlettemplatefromphotographforlookforelectricoutletobject．BaseOilSIFTfeaturepointshavesearched，Thisthesisalsoresearch

8、themethodtofindthecoordinatepointhasthesamespeciallocationofelectricoutletobjectintheleftandrightimageswhichgainedbystereovision，thismethodcomposebytheprocesssuchasoutlierselimination，spacialmatchpointschoice，coordinatecompute．Intheend，thispap