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移动机器人导航技术是智能机器人领域的一个重要研究方向,也是智能机器人的一项关键技术,多年来国际国内都有大量的科技工作者致力于这方面的研究开发工作,并已经在某些特定的工业领域得到了实际的应用。具有自主的全局定位能力是自主式移动机器人导航系统的一项重要功能。为了实现这个目的,国内外均在不断的研究发展各种定位传感器系统。本文介绍了一种基于视觉的全方位定位系统,该系统由可视人工路标、视觉传感器、图像采集与数据处理系统等部分组成。采用此系统可以实现在室内环境的机器人全局定位和导航任务。
本系统利用了一种简单直观的路标模式,该路标模式具有易检测、易识别、利于定位、制作方便等特点。利用该路标模式自主机器人可以在较大范围内进行准确检测、定位与导航。本文中利用了线性摄像机成像的原理,首先对摄像机进行了标定,然后利用线性摄像机成像模型和路标特点来进行机器人的自主定位。本文阐述了利用多个路标、单个路标的定位方法,同时为了提高单个路标的定位精度,在图象分割阶段文章中采用了亚象素的边缘处理方法,使得边缘的定位精度大大提高。同时本文研究了基于概率模型的各种自主机器人导航技术,比较了Kalman定位、Markov定位、MonteCarlo定位等机器人定位方法。
综上,本文主要探讨的几个核心内容是:自主机器人视觉导航系统构成、基于路标的定位算法、摄像机定标、基于概率模型的全局定位算法研究。上述几个方面是课题的关键部分,决定了整个系统的可靠运行。