| 【中文题名】 | 基于多传感器融合的移动机器人障碍物检测研究 |
| 【英文题名】 | Research on Obstacle Detection of Mobile Robots Based on Multi-sensor Information Fusion |
| 【学科专业】 | 计算机应用 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-16 |
| 【中关键词】 | 移动机器人,单目视觉,激光雷达,障碍物检测,信息融合, |
| 【英关键词】 | mobile robot,monocular vision,laser radar,obstacle detection,information fusion, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 |
障碍物的检测和定位一直以来就是移动机器人研究领域的关键问题和热点，也是机器人进行避障和地图构建首先需要解决的问题。
本文以中南大学智能所研制的移动机器人“中南移动-1”(MORCS-1)为实验平台，研究了基于激光雷达与摄像头信息融合的障碍物检测。其主要内容如下：
1、提出了一种基于线段匹配的单目视觉障碍物检测方法。首先用Sobel算子对摄像头拍摄的单帧图像进行边缘提取，然后把边缘点按照一定的规则连成线段。根据这些线段的属性和图像中象素点灰度值，利用线段构造出可疑障碍物的轮廓。然后利用单目测距的原理对这些可疑障碍物的大概位置进行测量。
2、提出了一种基于单目视觉引导激光雷达的障碍物检测和定位方法。根据单目视觉计算出激光雷达探测可疑障碍物需要的俯仰角度和水平角度，引导激光雷达对可疑障碍物进行探测。然后根据激光雷达检测时反馈的数据判断可疑障碍物是否为真正的障碍物，并且对障碍物精确定位。
理论研究与实验表明，本文提出的方法能够比使用单一传感器获得更可靠更精确的障碍物信息，并且能满足实时性要求。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-7 |
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第一章 绪论 |
7-13 |
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1.1 课题来源与研究意义 |
7-8 |
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1.2 移动机器人多环境感知传感器融合的研究现状 |
8-11 |
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1.2.1 传感器检测障碍物原理及方法现状 |
8-10 |
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1.2.2 多传感器融合现状 |
10-11 |
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1.3 研究内容 |
11-12 |
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1.4 论文安排 |
12-13 |
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第二章 MORCS-1机器人环境感知的硬件系统 |
13-19 |
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2.1 MORCS-1机器人系统介绍 |
13-14 |
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2.2 环境感知传感器系统 |
14-18 |
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2.3 小结 |
18-19 |
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第三章 基于单目视觉的障碍物检测与定位 |
19-38 |
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3.1 视觉检测障碍物的基本理论 |
19-20 |
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3.2 基于单目视觉的障碍物检测 |
20-32 |
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3.2.1 边缘提取 |
21-24 |
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3.2.2 直线段的提取 |
24-27 |
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3.2.3 直线段的两两匹配与轮廓重构 |
27-30 |
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3.2.4 实验结果 |
30-32 |
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3.3 基于单目机器视觉的距离测量 |
32-37 |
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3.3.1 测距模型选择 |
32-35 |
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3.3.2 求取障碍物距离及实验结果 |
35-37 |
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3.4 小结 |
37-38 |
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第四章 基于信息融合的障碍物检测与定位 |
38-52 |
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4.1 激光雷达对障碍物的检测以及栅格地图建立 |
38-41 |
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4.1.1 激光雷达对障碍物的检测 |
38-40 |
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4.1.2 基于栅格的环境地图建立 |
40-41 |
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4.2 基于信息融合的障碍物检测与定位方法 |
41-50 |
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4.2.1 利用单目视觉引导激光雷达进行俯仰 |
43-46 |
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4.2.2 利用激光雷达验证单目视觉的障碍物信息 |
46-50 |
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4.3 合并激光雷达多次俯仰检测的数据 |
50-51 |
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4.4 小结 |
51-52 |
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第五章 总结与展望 |
52-53 |
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5.1 总结 |
52 |
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5.2 进一步研究工作 |
52-53 |
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参考文献 |
53-57 |
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致谢 |
57-58 |
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攻读学位期间主要研究成果 |
58 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386049 |
