移动机器人全景视觉应用研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要移动机器人是近年来在机器人学领域备受关注的课题，在智能人机交互、服务机器人、空间机器人和无人驾驶系统等领域具有广阔的应用前景。其中，如何利用移动机器人自身携带的传感器，对周围环境监控、目标识别跟踪，是提高移动机器人的智能程度的关键性环节之一。本文主要对移动机器人全景视觉系统的相关基础理论进行一些初步探索，在此基础上开展一些相关的应用研究，进行了基于移动机器人全景视觉系统设计，形成了一套完整的全景视觉系统，并进行了全景图像展开算法研究和全景视觉目标识别与跟踪研究，主要内容如下：1．介绍了移动机器人

2、全景视觉系统设计，主要是包括MATLAB与VC++混合编程方法的全景传感器设计，全封闭式传感器结构设计及对全景视觉处理的硬件及软件设计。该系统为后续研究提供了一个良好平台。2．对全景视觉系统图像还原解算方法进行了研究，论述几种实用的方法，并就图像解算逼真度和解算速度上对几种算法进行了比较。3．提出了插值还原算法，主要是把插值方法引入全景视觉图像还原中，同时提出改进的基于全景视觉的还原插值算法，并对这几种插值算法进行比较，实验结果显示引入插值算法的还原解算图像质量明显提高。4．提出SSDA和MeanShift算法在全景视觉中的

3、应用及改进，并对两种算法效果进行比较。实验表明改进后的两种算法在全景视觉能在保证一定识别正确率的前提下较好地满足实时性能要求。关键词：全景视觉；移动机器人；还原解算；还原插值算法；目标识别ABSTRACTAutonomousmobilerobotisoneofthemostimportanttopicsonroboticsresearchinrecentyears，whichwidelyusedinmanyapplications，suchasintelligenthuman-robotinteraction，service

4、robot，spacerobotandautomaticvehicle．Inthesecases，itisanactivefieldaboutmobilerobotthathowtoobservethesurroundingconditionandtrackthetargetobjectswiththesensorscarriedonamobilerobot．SOmatmakesthemobilerobotmoreintelligent．Thispaperprimarilydoesresearchesonomni-direc

5、tionalvision’Sbasictheoriesbasedonmobilerobot．Andresearchworkofapplicationofomni。directionaIvisioniSdonebasedonthebasictheories．Anornni-directionalsystemisdesignedformobilerobot．Withthedevelopmentofthesystem，wefocusonresearchesofomni-directionalimagineunwrappingalg

6、orithmandtargetrecognitionandtrackingbasedonomni-directionalvision，themaincontentasfollows：1．Thesystemforomni—directionalvisionbasedonmobilerobotisbuilt，whichmainlyincludesomni-directionalvisionsensordesignmethodbasedoncombinationofMATLABandVC++．hardwareandsoftware

7、whichareusedforthevisionprocessing．Thesystemprovidesagoodplatformforfutureresearchwork．2．Unwrappingalgorithmsofomni-directionalimaginearestudiedinthispaper,andseveralunwrappingalgorithmsareproposed．Thefidelityunwrappingimaginesandspeedofthealgorithmsalecomparedacco

8、rdingtotheexperiments．3．Interpolationalgorithmbasedonomni-directionalvisionisproposed，whichintroducesinterpolationalgorithmintoomni—directionalun