探析自主移动机器人视觉导航研究

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1、中图分类号：TP242．6UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文自主移动机器人视觉导航研究ResearchonⅥsualnavigationofAutonomousMobileRobot作者姓名：连秀林导师姓名：程荫杭学位类别：工学学科专业：交通信息工程及控制学号：04120069职称：教授学位级别：硕士研究方向：智能交通北京交通大学2006年12月中文摘要摘要：基于视觉系统的移动机器人导航技术是近年来机器人研究领域的一个热点。由于计算机视觉检测信息量大，获得的信息是对环境最全面最深入的反映，因此视觉系统在自主移动机器人技术中具有重要的作用。本文以一种轮式自主移动

2、机器人为对象，研究了它的视觉系统。本文分为五个部分：1．首先对机器人技术、自主移动机器人研究领域的发展、移动机器人视觉系统的研究现状作了简要的回顾。2．介绍了自行设计的自主移动机器人体系结构和硬件组成，分析了视觉系统的构成，利用图像采集卡提供的接口函数完成了图像的实时采集。3．分析了图像坐标和世界坐标之间的变换关系；并采用了一种基于多项式拟合的摄像机标定方法，实现了自主移动机器人视觉系统的参数标定。4．在分析各种预处理方法的基础上，选用高斯滤波对图像进行预处理，利用Canny算子提取边缘，采用Hough算法完成了移动机器人前方地面引导线的实时识别，获得了标志线的坐标，提供给路径规划模块，

3、同时将前方路径显示在人机交互界面。5．研究了各种彩色空间及彩色图像的分割算法，并在此基础上在YUV空间中引入了利用阈值向量来分割彩色图像的方法，在没有引导线的情况下，成功地提取了楼道中的墙脚线。关键词：自主移动机器人；摄像机标定；路径识别；图像分割；彩色空间模型：视觉导航韭哀褒逼太鲎獯±堂焦逾塞一一．△旦S!坠量!ABSTRACrABsTRAC瓤Mobilefobotnavigat主onresea羚hbasedonVisiOnsys掩mis唾u主tcactiverecently．BecausecomputervisioncarryatremendousamountofinfoHnatio

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6、atorforedgedetection．Thereal岫elinedetectionisaccomplishedbyHou曲algorith，andmend呈sDlavedontheinte柏cebetweenmobilerobotands埘Ⅳeillant．Thecoor击nateofthe1ineiscalclllatedaIldtrallsferredtomepath-1ayoutmodule．恕last，wemakca∞sea托haboutkindsofcolofmodelandsegmentationofcoiorimage，龃dimportmetllresholdvecto

7、riIlYUVc010rspaceontllisbase，whichaVoidstheexpensivecompmiIlgwhenwedi艉rcntiate也e址resholdsofmanycolors，rcal南mecapabil姆isimprovedgreatlyusmgtllistechnology．XEVWoRDS：Autonomousmobilerobot；came豫calibration；pamrccognition；i