基于移动机器人定位和导航的人工路标设计.pdfVIP

第 26卷 第 4期 北 京 建 筑 工 程 学 院 学 报 V01．26 No．4 2O10年 12月 JournalofBeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitecture Dec．2O10 文章编 号：1004—6011(2010)04—0049—04 基于移动机器人定位和导航的人工路标设计 李光辉 ， 蒋志坚 (北京建筑工程学 院 电气与信息工程学 院，北京 100044) 摘 要 ：在复杂环境下，如何快速 、准确地识别路标是移动机器人定位和导航 的关键 问题 ．基 于 图 像分割原理 ，利用投影和方 向特征的处理方法，提 出了一种新的人工路标方案．通过统计学的相关 理论验证 了该路标 图案的可行性 ，实验结果也显示 了该 图案可 以较好地解决移动机 器人 的路标识 别 问题 ． 关键词 ：移动机器人 ；图像 分割 ；人工路标 ；路标识别 中图分类号 ：TU242 文献标志码 ：A ArtificialLandmark Design forM obileRobot Localizationand Navigation LiGuanghui， JiangZhijian (SchoolofElectricityandInformationEngineering，BUCEA，Beijing100044) Abstract：In thecomplexenvironment，how to identify signfastandaccuratelyisthekeyproblem tothe mobilerobotlocalizationandnavigation．Inthispaper，anewartificiallandmarkisproposedbasedonthe imagesegmentationtechnologyandprojectivemethodwithdirectionalfeature．Thestatisticaltheoryand experimentshow thatthisnew landmark isagood solutiontothemobilerobot’Sidentificationofsigns． Key words：mobilrobotimage；segmentation；artificiallandmark；landmarkrecognition 自主机器人是一种具有高度 自规划 、自组织、自 主定位与导航．可见，无法快速准确地识别路标是限 适应能力 ，适合在复杂环境 中工作的机器人．其 目 制移动机器人 自主定位与导航能力提升的瓶颈之一． 标是在没有人干预 、无需对环境做任何规定和改变 路标是指机器人通过传感器对外界进行感知 ， 的条件下 ，有 目的的移动和完成相应的任务．当机 能够识另q的特征信息．而在基于路标的 自主机器人 器人工作在室内环境时 ，机器人只能通过 自身携带 导航系统中，研究 的主要问题在于路标 的选择 、设 的传感器来识别所在位置的特定路标 ，根据对路标 计 、检测、定位、环境表征和路径规划等等．而使用 的识别结果来完成 自主定位 和导航任务．可见 ，在 的路标大致可 以分 为两类 ：人工路标和 自然路标． 自主机器人的导航中，对路标识别的作用至关重要． 自然路标是指已经存在于环境 中的物体和特征 ；自 路标 图像 的定位与识别是机器人在未知环境 中表示 然路标受外界的环境影响较大 ，不太稳定 ，因此 ，在 与识别环境的基础 ，对机器人导航 、定位 与智能决策 路标识别上，