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自主移动机器人系统强大功能的实现离不开机器人本体的智能行为能力。本文以增强自主移动机器人在非结构环境下视觉导航定位的能力为目的,对移动机器人基于环境特征的室外高性能的自主定位导航和环境建模等问题进行了深入研究。
环境特征的描述与识别是基于环境特征的非结构环境中机器人定位导航和环境建模的基础。环境特征主要从声纳和视觉等传感信息中提取,针对视觉传感器信息量过大的缺点,提出了一种自下而上显著性自然路标的特征提取方法。采用“分块聚类法”提取显著物体所在的区域,基本上能够在任何非结构化的环境中提取出显著物体作为环境特征表述的特征。并提出用方差纹理图替代Gabor纹理图的方法,大大减少了运算量,有利于增强自主移动机器人的实时性。
考虑到环境特征匹配的因素,设计了由直方图和归一化色度值组成的路标。通过同一物体内和不同物体之间的匹配实验,证明了这种路标表示方法可以完全表示出图像的特征,进一步将复杂的自然环境通过简单的数字表示,大大减小了环境储存的空间。
另一方面设计了后续的工作思路,在环境特征表述方法的基础上,提出了利用隐马尔科夫来进行地图节点的匹配,进而完成机器人的定位和导航。增强移动机器人视觉定位的能力。