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使用單目視覺的移動機器人導航方法

     
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摘要

The combine of machine vision and robotics is a major trend in the future development of the robotics industry. In the schemes of mobile robot obstacle avoidance, there are many problems with using traditional sensors, and the acquired information is limited. So a method of monocular vision-based mobile robot obstacle avoidance and navigation is proposed. And if the camera lens focal length is known, there is no need for camera calibration in the application. To reduce the impact of light on the edge detection of the obstacle, the color image is converted to the HSI space. Detecting the edge of converted components by using canny algorithm, and the test results are synthesized. Filtering synthetic results by thresholding, to remove weak edge information and improve the detection accuracy. Connecting the spurious edges by morphological pro-cessing, and non-obstacle area is obtained through regional growth. The mapping between the image coordinate system and the robot coordinate system is established according the geometric relationship. Finally, using fuzzy logic combined with membership functions to obtain robot control parameters. Experimental results show that the image color space con-version reduces the impact of the shadow and reflective of ground surface, the algorithm can effectively eliminate the interference of ground stripes and accurately detect the edge of the obstacle, and fuzzy logic decision method improves the robustness of the algorithm and the reliability of results.%機器視覺與機器人的結(jié)合是未來機器人行業(yè)發(fā)展的一大趨勢.在移動機器人的避障導航方案中,使用傳統(tǒng)的傳感器存在諸多問題,且獲取的信息有限.提出一種基于單目視覺的移動機器人導航算法,在算法應用中,如果使用鏡頭焦距已知的相機,則無需對相機標定.為降低光照對障礙物邊緣檢測的影響,將機器人拍攝的彩色圖像轉(zhuǎn)換到HSI空間.采用canny算法對轉(zhuǎn)換后的分量分別進行邊緣檢測,并合成檢測結(jié)果.通過閾值處理過濾合成邊緣,去除弱邊緣信息,提高檢測準確度.采用形態(tài)學處理連接雜散邊緣,通過區(qū)域生長得到非障礙區(qū)域,并由幾何關系建立圖像坐標系與機器人坐標系之間的映射關系.利用結(jié)合隸屬度函數(shù)的模糊邏輯得出機器人控制參數(shù).實驗結(jié)果表明,對圖像顏色空間的轉(zhuǎn)換降低了地面反光、陰影的影響,算法能有效排除地面條紋等的干擾并準確檢測出障礙物邊緣,而模糊邏輯決策方法提高了算法的魯棒性和結(jié)果的可靠性.

著錄項

  • 來源
    《計算機工程與應用》 |2017年第4期|223-227|共5頁
  • 作者單位

    華僑大學 工業(yè)智能化技術(shù)與系統(tǒng)福建省高校工程研究中心;

    福建 泉州 362021;

    華僑大學 工業(yè)智能化技術(shù)與系統(tǒng)福建省高校工程研究中心;

    福建 泉州 362021;

    華僑大學 工業(yè)智能化技術(shù)與系統(tǒng)福建省高校工程研究中心;

    福建 泉州 362021;

    華僑大學 工業(yè)智能化技術(shù)與系統(tǒng)福建省高校工程研究中心;

    福建 泉州 362021;

    華僑大學 工業(yè)智能化技術(shù)與系統(tǒng)福建省高校工程研究中心;

    福建 泉州 362021;

  • 原文格式 PDF
  • 正文語種 chi
  • 中圖分類 模式識別與裝置;
  • 關鍵詞

    單目視覺; 移動機器人; 導航; 避障; 區(qū)域生長; 模糊邏輯;

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