室内移动机器人视觉里程计研究.pdfVIP

26 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 2012年 第31卷 第2期 室内移动机器人视觉里程计研究 高云峰，李伟超，李建辉 (哈尔滨工业大学 机 电工程学院。黑龙江 哈尔滨 150001) 摘 要：研究了一种精度较高的视觉里程计实现方法。首先采用计算量小、精度高的SURF算法提取特 征点，并采用最近邻向量匹配法进行特征点匹配；采用 RANSAC算法求得帧间摄像机坐标系的转换矩阵； 提出了一种视觉里程计标定方法，并通过该方法得到机器人起始点坐标系下的位移信息，保证了机器人有 自身姿态变化时的定位的准确性；圆轨迹实验验证了视觉里程计算法的可行性。 关键词：视觉里程计；SURF算法；RANSAC算法；倾斜校正 中图分类号：TP391 文献标识码：B 文章编号：1000-9787(2012)02-0026-04 Researchonvisualodometryforindoormobilerobots GAOYun—feng，LIWei—chao，LIJian—hui (SchoolofMechatronicsEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China) Abstract：A high precision visualodometry is proposed．Smallcomputational amountand high precision algorithm-- SURFiSusedfortheextractionoffeaturepointsandHausdorffdiatanceisintroducedofrthematching． Thetransformationmatrixofcameracoordinatesofadjacentframesaregotbythenearestneighborvector-matching algorithm andtheprecision isensured．A methodofodometrycalibrationisproposedtoobtainthedisplacement infomr ~ionundertherobotstartingpointcoordinateandthismethodcouldmakesureoftheprecision whenthe postureof robotchanged．Thefeasibilityof visionodometryisverifiedbytheroundtraceexperiments． Keywords：visionodometry；SURFalgorithm ；RANSACalgorithm ；slantcorrection 0 引 言 较高的要求。 在室内移动机器人的研究中，实时获得机器人高精度 1 视觉里程计工作模型 的运动参数是极其重要的，关系到机器人定位、三维全局地 里程计装在室内移动机器人底部拍摄地面，配置合适 图构建等重要导航任务的实现。由于机器人行进过程中的 光源进行照明。 碰到障碍物、轮子存在长期磨损、打滑现象，使得光电码盘、 里程计用到的坐标系有： 1)世界坐标系 (0 Z)，原点位于标定时棋盘图 测速电机等不能准确测定机器人的位移准确信息；采用 的某一固定点上，0 与地平面重合，0Z 竖直向上。 GPS定位，存在分辨率低，且在室内的信号弱，不适合于室 2)机器人坐标系(0 Lz)，原点位于机器人