基于环视全景图像的拟人化定位导航系统研究
发布时间：2021-02-17 15:49
室内仓储机器人由于受到环境的限制,在定位导航方面难于利用现有基于无线电的导航系统。对此,本论文提出了一种基于环视全景成像的定位导航系统,利用单目环视全景相机,对货架上的编号进行图像识别,并利用同时在视场中出现的3个以上的货架编号,及三角几何定位原理,确定机器人的位置。本文提出了环视全景图像中机器人与参考货架标号之间的几何关系,及定位算法。实现了在只需测量机器人与参考货架标号之间角度的情况下,记录方向和特征,实现拟人化定位导航的方法,并可以实现货架位置水平方向变化,即货架密集度变化情况下的自适应定位算法。简化了定位导航系统的设计,降低了对系统硬件的要求。为实现环视全景成像,本文设计了一款自由曲面反射式的全景镜头,详细介绍了设计及优化方法,同时还研究了环视全景镜头的关键制造工艺技术。系统采用高阶非球面反射镜进行设计,通过优化实现成像目标距离50mm时,可分辨细节为1mm的环视全景成像系统。最终设计的环视全景镜头水平视场角为360°,俯仰角为20°至-55°,TTL总长55.85mm。系统各个视场在150lp/mm条件下的MTF值均大于0.3,并在低频具有良好的反差,传递函数曲线相对集中、平...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
理发店场景图
图 1. 1 理发店场景图起到定位和导航[4]作用的信息只是左、右这样的方向、十字路口。只要知道这些简单的信息，我们就可以找到目标。我们并不，也不知道需要走多远的距离，只需要知道到达目标的方向和了。有时可能修路，把路面变窄或宽了一些，甚至理发店换到路的方向没变，理发店还在这段路上并且招牌没变，那么我们 1.2 新理发店场景图所示。
图 1. 3 货架的分布情况架和货物，每个货架上都有编号，而且编号是唯一的那么工人会将货物放在货架上的同时记录货架编号和讲，就是他放置货物时，与固定位置的参照物的相对位架 2 的某一位置，放货时通过观察，发现他与货架上关系，根据几何原理，这些角度关系是唯一的，就可出并记录这些角度，就可以定位货物的位置，如图 1.4
【参考文献】：
期刊论文
[1]360°高阶非球面反射式全景镜头设计[J]. 张少军,徐熙平. 光学精密工程. 2018(08)
[2]折反射周视系统研究进展与展望[J]. 贺宇,王岭雪,蔡毅,周星光,薛唯,姜杰,刘福平,李洪兵,陈骥,罗永芳,李茂忠. 中国光学. 2017(05)
[3]全景摄像机的原理与进展[J]. 林泉,李磊,方中华,徐建华. 自然杂志. 2017(02)
[4]应用于振动扫描的碳化硅反射镜设计与分析[J]. 张朝,赵强,唐晗,张卫锋,陶亮,赵劲松. 红外技术. 2017(04)
[5]单视点双曲面折反射红外全景成像系统设计与分析[J]. 周星光,贺宇,王岭雪,蔡毅,刘福平,李茂忠,陈骥. 红外与激光工程. 2016(09)
[6]基于全景视觉机器人定位的路标提取方法[J]. 崔宝侠,张驰,栾婷婷,段勇. 沈阳工业大学学报. 2016(05)
[7]图像的角点检测研究综述[J]. 章为川,孔祥楠,宋文. 电子学报. 2015(11)
[8]基于平面二次曲线的非单视点全景相机标定方法[J]. 韩笑,廖粤峰. 计算机与现代化. 2015(07)
[9]折反式眼底相机光学系统设计[J]. 李灿,宋淑梅,刘英,李淳,李小虎,孙强. 光学精密工程. 2012(08)
[10]基于全景视觉匹配的移动机器人蒙特卡罗定位算法[J]. 顾爽,陈启军. 控制理论与应用. 2012(05)
博士论文
[1]单传感器全景立体环带成像光学系统的研究[D]. 黄治.浙江大学 2014
[2]基于全景视觉的移动机器人SLAM方法研究[D]. 吴叶斌.哈尔滨工程大学 2011
[3]基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D]. 王玉全.哈尔滨工程大学 2010
[4]高分辨率全景成像系统及其视觉应用研究[D]. 肖潇.浙江大学 2009
[5]高分辨环带成像系统特性及应用研究[D]. 赵烈烽.浙江大学 2008
[6]全方位视觉技术及其在智能移动机器人等领域的应用研究[D]. 席志红.哈尔滨工程大学 2006
[7]折反射全景立体成像[D]. 曾吉勇.四川大学 2003
硕士论文
[1]基于FPGA的鱼眼图像校正算法研究与实现[D]. 王东旭.浙江大学 2016
[2]基于Multi-scale拼接成像的宽视场高分辨对地观测系统的研究[D]. 吴懿思.浙江大学 2016
[3]柱形物体360°环视装置设计方法研究[D]. 吴玉媚.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于全景视觉的足球机器人目标跟踪研究[D]. 张柱.湘潭大学 2015
[5]全景环形透镜光学系统的杂散光分析及抑制[D]. 鲁天雄.浙江大学 2014
[6]TDI长波红外全景式航空相机研究[D]. 党凡阳.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于3D全景视觉的智能三维立体摄像设备的设计[D]. 叶良波.浙江工业大学 2013
[8]光学薄膜厚度及性能的测试[D]. 张慧萍.南京理工大学 2013
[9]基于非球面的折反射全景成像系统设计[D]. 段英丽.西安电子科技大学 2012
[10]基于全局视觉的移动机器人导航系统研究[D]. 郭文亮.北京交通大学 2011
本文编号：3038205
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
理发店场景图
图 1. 1 理发店场景图起到定位和导航[4]作用的信息只是左、右这样的方向、十字路口。只要知道这些简单的信息，我们就可以找到目标。我们并不，也不知道需要走多远的距离，只需要知道到达目标的方向和了。有时可能修路，把路面变窄或宽了一些，甚至理发店换到路的方向没变，理发店还在这段路上并且招牌没变，那么我们 1.2 新理发店场景图所示。
图 1. 3 货架的分布情况架和货物，每个货架上都有编号，而且编号是唯一的那么工人会将货物放在货架上的同时记录货架编号和讲，就是他放置货物时，与固定位置的参照物的相对位架 2 的某一位置，放货时通过观察，发现他与货架上关系，根据几何原理，这些角度关系是唯一的，就可出并记录这些角度，就可以定位货物的位置，如图 1.4
【参考文献】：
期刊论文
[1]360°高阶非球面反射式全景镜头设计[J]. 张少军,徐熙平. 光学精密工程. 2018(08)
[2]折反射周视系统研究进展与展望[J]. 贺宇,王岭雪,蔡毅,周星光,薛唯,姜杰,刘福平,李洪兵,陈骥,罗永芳,李茂忠. 中国光学. 2017(05)
[3]全景摄像机的原理与进展[J]. 林泉,李磊,方中华,徐建华. 自然杂志. 2017(02)
[4]应用于振动扫描的碳化硅反射镜设计与分析[J]. 张朝,赵强,唐晗,张卫锋,陶亮,赵劲松. 红外技术. 2017(04)
[5]单视点双曲面折反射红外全景成像系统设计与分析[J]. 周星光,贺宇,王岭雪,蔡毅,刘福平,李茂忠,陈骥. 红外与激光工程. 2016(09)
[6]基于全景视觉机器人定位的路标提取方法[J]. 崔宝侠,张驰,栾婷婷,段勇. 沈阳工业大学学报. 2016(05)
[7]图像的角点检测研究综述[J]. 章为川,孔祥楠,宋文. 电子学报. 2015(11)
[8]基于平面二次曲线的非单视点全景相机标定方法[J]. 韩笑,廖粤峰. 计算机与现代化. 2015(07)
[9]折反式眼底相机光学系统设计[J]. 李灿,宋淑梅,刘英,李淳,李小虎,孙强. 光学精密工程. 2012(08)
[10]基于全景视觉匹配的移动机器人蒙特卡罗定位算法[J]. 顾爽,陈启军. 控制理论与应用. 2012(05)
博士论文
[1]单传感器全景立体环带成像光学系统的研究[D]. 黄治.浙江大学 2014
[2]基于全景视觉的移动机器人SLAM方法研究[D]. 吴叶斌.哈尔滨工程大学 2011
[3]基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D]. 王玉全.哈尔滨工程大学 2010
[4]高分辨率全景成像系统及其视觉应用研究[D]. 肖潇.浙江大学 2009
[5]高分辨环带成像系统特性及应用研究[D]. 赵烈烽.浙江大学 2008
[6]全方位视觉技术及其在智能移动机器人等领域的应用研究[D]. 席志红.哈尔滨工程大学 2006
[7]折反射全景立体成像[D]. 曾吉勇.四川大学 2003
硕士论文
[1]基于FPGA的鱼眼图像校正算法研究与实现[D]. 王东旭.浙江大学 2016
[2]基于Multi-scale拼接成像的宽视场高分辨对地观测系统的研究[D]. 吴懿思.浙江大学 2016
[3]柱形物体360°环视装置设计方法研究[D]. 吴玉媚.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于全景视觉的足球机器人目标跟踪研究[D]. 张柱.湘潭大学 2015
[5]全景环形透镜光学系统的杂散光分析及抑制[D]. 鲁天雄.浙江大学 2014
[6]TDI长波红外全景式航空相机研究[D]. 党凡阳.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于3D全景视觉的智能三维立体摄像设备的设计[D]. 叶良波.浙江工业大学 2013
[8]光学薄膜厚度及性能的测试[D]. 张慧萍.南京理工大学 2013
[9]基于非球面的折反射全景成像系统设计[D]. 段英丽.西安电子科技大学 2012
[10]基于全局视觉的移动机器人导航系统研究[D]. 郭文亮.北京交通大学 2011
本文编号：3038205
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