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1、第31卷第6期光学技术Vol.31No.62005年11月OPTICALTECHNIQUENov.2005文章编号:100221582(2005)0620864204X基于标志点识别的自主车视觉导航丁辉,付梦印(北京理工大学信息科学技术学院自动控制系,北京 100081)摘 要:提出了一种基于室内标志点识别的单目视觉导航的方法。在地面上有规律地旋转一些标志点,采用辅助先验知识对标志点进行识别和分割,利用透视投影变换得到标志点与摄像机之间的相对距离,达到通过单目摄像机获得景物深度信息的目的。整个算法结构简单,易于实现,对由照明不均匀和地面反光所引起的各种干扰有较好地抑
2、制作用。关键词:视觉导航;图像处理;透视投影+中图分类号:TP242.6;TP391 文献标识码:AVisualnavigationofautonomousmobilerobotbasedonmarking-pointsrecognitionDINGHui,FUMeng-yin(DepartmentofAutomaticControl,SchoolofInformationScienceandTechnology,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)Abstract:Amonocularvisualn
3、avigationofautonomousmobilerobotbasedonrecognizingmarking-pointsindoorsispre2sented.Arrangingmarking-pointsonthefloorinarule,theimageswasgatheredbymonocularcamera.Itwasimportanttocombinethefeaturepriorknowledgewithimagesegmentationmethodstoprocessthegatheredimagesandrecognizedthemark2i
4、ng-points.Therelativelydistancebetweencameraandmarking-pointswasgainedbyremovingtheperspectiveprojectionef2fects,thusthedepthofscenerywasdetermined.Experimentalresultsshowthatthealgorithmissimpleandeasytorealize.Itisavailableforsuppressionoftheinfluencesfromtheunevenlightsandnoises.Key
5、words:visualnavigation;imageprocessing;perspectiveprojection信息是目前计算视觉研究的热点。但是基于双目立1 引 言体视觉的方法,其计算量非常大,且算法比较复杂。轮式移动机器人或可移动载体的自主车是一个在一些特殊的环境下,利用一些特定的约束条件,利集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体用单目摄像机也可以得到场景的深度信息。本文利的综合系统。自主车的视觉传感器与其它传感器如用单目摄像机采集布置在地面上的具有几何位置关声纳、激光雷达等传感器相比,具有以下几个优点:系的标志点序列,首先通过图像处理提取标志点
6、的即使在丢弃了绝大部分视觉信息后,所剩下的关于中心坐标值,然后再利用透视投影变换就可以计算周围环境的信息仍然比激光雷达和超声波更多更精出摄像机与标志点之间的相对距离。确;激光雷达和超声的原理都是通过主动发射脉冲2 摄像机模型和接收反射脉冲来测距的,因此当多个机器人同时工作时,相互之间可能会产生干扰,而视觉由于是被在水平的室内地面上等间距的布置一些标志动测量,因此多个机器人相互之间的干扰可以降到点,标志点采用130mm×175mm的白色矩形纸块,最小,且隐蔽性好;激光雷达和超声数据的采样周期标志点间的间隔为1000mm,并使标志点之间成一[1]一般比摄像机长,不能及时
7、地向高速运动的机器人直线。地面的实际情况与摄像机采集到的图像提供信息。因此,自主车的视觉导航功能具有非常之间的关系为透视投影映射关系。客观世界的3-D重要的军用价值,同时在公路管理、交通运输、工业场景投影到摄像机的2-D像平面上需要做如下4个[2,3]生产等民用方面也有着广阔的应用前景。不同坐标系之间的转换:通过双目立体视觉系统获得景物或目标的深度(1)世界坐标系。也称真实或现实坐标系,它X收稿日期:2004211208E2mail:dhui@bit.edu.cn作者简介:丁辉(1977-),女,山东省人,北京理工大学信息科学技术学院自动控制系博士研究生,主要从
