基于光流法的移动机器人避障研究

发布时间：2018-07-12 17:07

  本文选题：机器视觉 + 机器人避障　； 参考：《华北理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：可移动机器人的自主避障功能是其在未知环境中顺利行驶的必备功能,视觉是科学研究中获取场景信息的主要方法。基于视觉传感器的避障方法,可在机器人避障过程中获取比其他避障方法更多的避障信息。在视觉的避障方法中,基于光流法的机器人避障系统是近些年研究的新热点。为了实现移动机器人的自我避障功能,同时提高机器人的避障准确度,实验中将以轮式机器人作为实验平台,并基于HS(Horn-Schunck)光流法设计机器人的自主避障系统,并在真实环境下进行避障实验且验证避障系统的有效性。首先,通过对摄像头拍摄的图像序列进行图像处理,使用的图像处理方法有:图像灰度化、图像滤波和图像缩放。分别使用HS光流算法、LK光流算法和改进的HS算法计算图像序列中的光流场,并在光流场中计算出FOE点和机器人与障碍物的碰撞时间TTC,根据TTC的变化设计机器人的行驶策略。接下来设计机器人的避障系统,建立机器人的避障实验平台,通过串行通信方式实现笔记本电脑到机器人上Sabertooth电机驱动板的指令传输。之后,在真实环境中设计并进行机器人的避障实验,通过Opti Track系统定位并记录机器人的避障数据,检验避障系统的有效性,同时,对传统HS算法与改进HS算法的避障效果进行对比,验证改进算法的有效性。课题中通过实验提出将机器人的旋转角度与光流矢量模ΔF建立关系,使机器人可在不同的ΔF范围内旋转相应的角度,从而优化机器人的避障策略。将权重系数l的取值与机器人的避障效果建立关系,从而提出在一定条件下机器人避障效果最优所对应的权重系数取值范围。
[Abstract]:A robot ' s obstacle avoidance system is designed and carried out in real environment .
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 谭君;贾松敏;李秀智;赵冠荣;;改进的CLG变分光流场估计方法[J];电子设计工程;2016年01期

2 刘洪彬;常发亮;;权重系数自适应光流法运动目标检测[J];光学精密工程;2016年02期

3 袁建英;王琼;刘甲甲;李柏林;;用改进Census变换实现光照变化鲁棒光流计算[J];计算机辅助设计与图形学学报;2015年09期

4 郑来芳;孙炜;欧阳明华;李飞;;结合光流和人工势场的风管机器人避障方法[J];计算机工程与应用;2016年09期

5 张起贵;张妮;;一种改进的基于全局最小能量泛函光流算法[J];中北大学学报(自然科学版);2014年03期

6 肖雪;秦贵和;陈筠翰;;基于光流的自主移动机器人避障系统[J];计算机工程;2013年10期

7 吕芳芳;;机器视觉系统的应用研究[J];企业技术开发;2013年23期

8 刘伟;胡超;李抱朴;宋霜;孟庆虎;;多视角光学定位跟踪系统[J];集成技术;2013年01期

9 唐朋朋;刘桂礼;李东;王艳林;;基于OpenCv的石英晶片缺陷检测[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2012年03期

10 张铖伟;王彪;徐贵力;;摄像机标定方法研究[J];计算机技术与发展;2010年11期

相关博士学位论文 前1条

1 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 徐丽;基于光流的移动机器人仿生避障方法研究[D];北京工业大学;2014年

2 班跃海;基于光流法的机器人视觉导航[D];南京理工大学;2012年

3 曾蒙迪;人工鱼群算法在图像处理中的应用研究[D];湖北工业大学;2011年

4 李洋;基于Modbus协议的冷库智能监控系统设计[D];海南大学;2011年

5 孙梦;基于神经网络的车牌牌照识别系统的研究与实现[D];北京工商大学;2010年

6 王兆军;基于视频的成像去抖动方法研究[D];南京航空航天大学;2010年

7 尚绪强;基于虚拟仪器和机器视觉的零件测量技术[D];山东大学;2008年

8 林成春;视频修复问题研究[D];浙江大学;2008年

9 张伟;数控肋骨冷弯机控制系统设计与实现[D];武汉理工大学;2008年

10 赵苗;激光模拟打靶训练系统的研究[D];南昌大学;2007年

，

本文编号：2117886