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1、基于單目視覺(jué)的巡檢機(jī)器人道路導(dǎo)航技術(shù)摘要視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)是輔助駕駛技術(shù)的一部分，是一個(gè)比較熱門(mén)的研究方向。本文主要是針對(duì)工業(yè)園區(qū)巡檢機(jī)器人自主導(dǎo)航的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，目的是研發(fā)一種單目視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠輔助甚至代替園區(qū)巡檢工人自主的在園區(qū)進(jìn)行巡檢。單目視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是攝像頭的標(biāo)定技術(shù)、特征線的提取和道路導(dǎo)航算法。其中提取的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性，決定了導(dǎo)航系統(tǒng)是否具備工程應(yīng)用性。首先，在攝像頭標(biāo)定技術(shù)中，分析了原有文獻(xiàn)的標(biāo)定方法，根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)際導(dǎo)航環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種新的攝像頭標(biāo)定算法。該算法是構(gòu)建基于攝像頭、巡檢機(jī)器人和地面相互之
2、間的空間幾何關(guān)系的數(shù)學(xué)映射模型，通過(guò)標(biāo)定獲取的數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)繪獲得的數(shù)據(jù)對(duì)比。算法的標(biāo)定精度達(dá)到導(dǎo)航的要求。然后，對(duì)傳統(tǒng)的圖像處理算法進(jìn)行分析，確立一種通過(guò)圖像處理算法檢測(cè)出道路特征線的方法。依據(jù)檢測(cè)到的特征線，設(shè)計(jì)了一種特征線提取的算法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該算法能夠提取道路特征線上的一系列的點(diǎn)，并把這些點(diǎn)擬合出與道路特征線十分相近的一條直線。在實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)，提取的道路特征線具有很好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。最后，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的道路導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行分析，根據(jù)車(chē)體與車(chē)道線的位置變化關(guān)系，設(shè)計(jì)一種依據(jù)提取的特征線相對(duì)于車(chē)體中軸線的角度和車(chē)體前方標(biāo)
3、識(shí)點(diǎn)的距離參數(shù)進(jìn)行道路導(dǎo)航的控制算法。在實(shí)際的導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)中，該導(dǎo)航算法能夠很好的控制巡檢機(jī)器人，通過(guò)左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的方式調(diào)整自身相對(duì)于車(chē)道線的姿態(tài)，沿著道路特征線移動(dòng)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)文恳曈X(jué)，攝像頭標(biāo)定，道路導(dǎo)航，特征線中北大學(xué)學(xué)位論文MonocularVision-basedPatrolRobotRoadNavigationTechnologyAbstractVisualnavigationtechnologyisapartofdrivingassistancetechnology.Itisahotresearchdirection.
4、Thisarticlemainlyaimsattheresearchanddevelopmentofautonomousnavigationtechnologyofindustrialrobotsinindustrialparks.Thepurposeistodevelopamonocularvisualnavigationsystemthatcanassistorevenreplacetheparkinspectionworkerstoautonomouslyinspectthepark.Thekeytechnologie
5、softhemonocularvisualnavigationsystemarethecameracalibration,featurelineextractionandroadnavigationalgorithm.Whichextractionaccuracy,real-time,determineswhetherthenavigationsystemhasengineeringapplications.Firstly,inthecameracalibrationtechnology,thecalibrationmeth
6、odoftheoriginalliteratureisanalyzed.Accordingtotheactualnavigationenvironmentofthenavigationsystem,anewcameracalibrationalgorithmisdesigned.Thealgorithmistobuildamathematicalmappingmodelbasedonthespatialgeometryrelationshipbetweenthecamera,inspectionrobotandthegrou
7、nd.Thedataobtainedbycalibrationiscomparedwiththedataobtainedbyactualmapping.Thecalibrationaccuracyofthealgorithmmeetsthenavigationrequirements.Then,thetraditionalimageprocessingalgorithmsareanalyzedtoestablishamethodfordetectingroadfeaturelinesthroughimageprocessin
8、galgorithms.Basedonthedetectedcharacteristiclines,analgorithmforfeaturelineextractionisdesigned.Throughexperimentalverification,thealgorithmcanex
