第23卷第5期2001年9月

文章编号:100220446(2001)0520400205

机器人　ROBOT

Vol.23,No.5　Sept.,2001

用于移动机器人的视觉全局定位系统研究

魏　芳1　董再励2　孙茂相1　王晓蕾2

Ξ

(1.沈阳工业大学信息科学与工程学院,2.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学开放研究实验室　110015)

摘　要:本文叙述了用于移动机器人自主导航定位的一种视觉全局定位系统技术.该视觉定位系统由LED主动路标、全景视觉传感器和数据处理系统组成.本文主要介绍了为提高全景视觉图像处理速度和环境信标识别可靠性、准确性的应用方法,并给出了实验结果.实验表明,视觉定位是具有明显研究价值和应用前景的全局导航定位技术.

关键词:移动机器人;视觉全局定位;合作路标中图分类号:　TP24　　　　文献标识码:　B

AVISIONGLOBALLOCATIONSYSTEMTECHNIQUE

FORMOBILEROBOTS

WEIFang　DONGZai2li　SUNMxW(1.SchoolofInformationScienceandofTechnology;

2.ShenyangInstituteofAutom,LineseAcademyofSciences　110015)

　Abstract:Thisonsystemformobilerobotsystems.Itusesaglobalobserva2

tionsensortoelandmarksmountedinaworkplace.Andthenadataprocessingisusedtoob2tainthesensorpoonorientationintheenvironment.Thispapermainlydescribessomeimprovedmethodsofreliabilityandimageprocessingspeedforimagetargetrecognition,theoptimalmethodforlocationcalculationis.Atlast,theexperimentionedaswellmentsaregiventotestifythatsuchmethodsusedforthevisionsensorsystem.areeffectivetoguideamobilerobotsystembyglobalenvironments

　Keywords:mobilerobot,visiongloballocation,activelandmark

1　引言(Introduction)

移动机器人要自主的完成路径规划、避碰和预定的作业任务,就需要实时知道自身相对于外部世

界的位置和姿态.因此,自主定位是移动机器人的一项重要的基本功能.

现有的移动机器人自主定位系统主要有两类:相对定位系统和绝对定位系统.相对定位系统如里程计和惯导系统,是通过测量机器人相对于初始位置的距离和方向来确定机器人的当前位置,其特点是长时间累计定位误差大,不适于精确定位.绝对定位系统则通过测量移动机器人的绝对位置来实现定位,定位精度较高,可以用来修正相对定位系统的误差.最典型的绝对定位方法是信标定位方法:即在机

器人的工作空间中设置一定的已知位置的信标,通过特定的车载传感器测出传感器与信标间的位置关

系来实现机器人定位.根据测量参数的不同可分为三边测量法和三角测量法.前者通过测量已知信标与传感器间的距离来实现定位,如超声定位系统和

.后者通过测量已知信标与传感器间GPS定位系统

的夹角来实现定位,如激光扫描定位系统和视觉定

位系统.

视觉定位方法是近年来发展起来的一种先进的定位方法.利用摄像机摄取包含信标的图像信息,经图像处理提取并识别信标,再根据信标的先验知识,计算出传感器在环境中的位姿.当传感器与载体的位置关系已知时,则载体在这个环境中的位置和方

Ξ收稿日期:2000-01-03