基于雙目視覺的輪式機(jī)器人動(dòng)態(tài)避障研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，輪式移動(dòng)機(jī)器人在工業(yè)、軍事、民用等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此輪式移動(dòng)機(jī)器人的避障成為研究熱點(diǎn)。本文基于一個(gè)典型的兩輪驅(qū)動(dòng)的輪式移動(dòng)機(jī)器人，通過雙目立體視覺技術(shù)設(shè)計(jì)了一套可進(jìn)行動(dòng)態(tài)避障的輪式機(jī)器人系統(tǒng)。
　　第一章，介紹了國內(nèi)外范圍內(nèi)的移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展和應(yīng)用情況，介紹了具有代表性的移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品，并對雙目立體視覺技術(shù)和移動(dòng)機(jī)器人避障技術(shù)的基本概念和研究現(xiàn)狀做了重點(diǎn)闡述。調(diào)研了移動(dòng)機(jī)器人避障的現(xiàn)有算法，并做分析。最后闡

2、述了本課題的研究意義和研究內(nèi)容。
　　第二章，首先介紹了雙目立體視覺系統(tǒng)的成像原理，闡明了相機(jī)的線性透視投影模型和存在的非線性畸變。使用棋盤法對相機(jī)的進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。在得到相機(jī)的內(nèi)、外參數(shù)后，對所得的左右相機(jī)標(biāo)定結(jié)果做了非線性優(yōu)化，得到了較為準(zhǔn)確的雙目相機(jī)成像模型。
　　第三章，首先介紹了立體匹配的原理和基本方法。然后介紹了極線校正和約束匹配的概念。在OpenCV平臺(tái)下對圖像進(jìn)行極線校正。最后對雙目圖像進(jìn)行了立體匹配。

3、　　第四章，針對對三維環(huán)境進(jìn)行全局三維重建的計(jì)算量過大的問題，研究了障礙物特征點(diǎn)的識(shí)別和跟蹤問題，并做了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。然后介紹了三維重建的基本概念。使用最小二乘法進(jìn)行了較為準(zhǔn)確的三維重建實(shí)驗(yàn)，對雙目視覺系統(tǒng)做了障礙物測距和測速的研究。
　　第五章，介紹了傳統(tǒng)的人工勢場法的基本原理和存在的固有缺陷。針對動(dòng)態(tài)環(huán)境的避障，將速度引入人工勢場的構(gòu)建中，并改進(jìn)了目標(biāo)點(diǎn)不可到達(dá)和局部極小陷阱的問題。在Matlab平臺(tái)下對改進(jìn)的人工勢場法進(jìn)行了仿真