[發明專利]一種基于精簡路標的機器人視覺歸航方法

有效

• 申請號: 201410314401.4
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104048662A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 朱齊丹;劉傳家;蔡成濤;徐從營;張智;劉志林;劉學;孫磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于一種機器人視覺歸航方法，特別涉及使用精簡路標的，一種基于精簡路標的機器人視覺歸航方法。

背景技術

智能移動機器人是一類通過傳感器感知周圍環境和自身的狀態，對復雜環境進行理解和判斷，在此基礎上進行決策和規劃，實現面向目標的移動，從而完成一定工作任務的機器人。在視覺歸航的研究中，視覺信息的獲取是重點。由于全景圖像具有較大的視野，能夠獲取水平方向360度的環境信息，因此大多數視覺歸航算法采用全景圖像。

在各類視覺歸航算法中，ALV算法具有模型簡單、歸航性能較好以及所需存儲空間小等優點，因此該算法在視覺歸航領域具有重要的地位。在實際應用中，ALV算法常常需要使用環境圖像的局部特征作為自然路標，將圖像的全部特征點都作為路標點使用，這使得算法需處理的路標點數量較多，影響算法計算效率。同時，在這種情況下，路標的對應性問題也無法保證，導致歸航算法的精度較差。因此研究改善路標對應性及精簡路標數量的問題，可以較大的提高算法的歸航精度及計算效率。

發明內容

本發明的目的是提供具有高歸航精度的一種基于精簡路標的機器人視覺歸航方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于精簡路標的機器人視覺歸航方法，

反射鏡和位于其下方的成像設備用于生成全景圖像，成像設備的光軸指向反射鏡，反射鏡長短軸分別為a、b，水平入射光線與反射鏡的交點距反射鏡的焦點距離為r，成像設備的焦距為f，horizon圓位于全景圖像上，并且以全景圖像的中心為圓心，horizon圓的半徑R為：

R=r*fd]]>

反射鏡方程為：

x²/a²-(y+c)²/b²＝-1

其中，c=a2+b2,r=a*c2b2-1,d=2*a2+b2;]]>

對horizon圓進行擴展，形成最終horizon環域；

在最終horizon環域內提取SIFT特征作為路標點，利用路標點計算出機器人的歸航向量。

本發明一種基于精簡路標的機器人視覺歸航方法還可以包括：

1、形成最終horizon環域的方法為：

a、以具體場景的中心位置為圓心，建立直角坐標系，在坐標系的圓心位置拍攝一張具體場景的圖像作為目標位置圖像，在坐標系的4個象限內的具體場景的邊界處各拍攝一張圖像作為當前位置圖像，每個當前位置圖像和目標位置圖像組成一個圖像對，

b、在每個圖像對中，向圓內和向圓外同時擴展horizon圓的寬度，形成horizon環域，根據horizon環域內路標對應率的變化趨勢確定出horizon環域的最佳寬度，

c、選擇4個圖像對分別對應的horizon環域的最佳寬度的最大值，作為horizon環域的最終寬度，形成最終horizon環域。