基于人工路标和立体视觉的移动机器人自定位 被引量：17

1

作者 刘振宇 姜楠 张令涛 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第9期190-192,211,共4页

针对室内移动机器人的自定位问题,提出一种基于人工路标和双目视觉的室内移动机器人自定位方法。首先设计了一种可扩展的彩色人工路标,并给出路标的编码方法;然后利用色彩空间变换,直线交比不变性以及自适应窗口实现路标检测与识别;最... 针对室内移动机器人的自定位问题,提出一种基于人工路标和双目视觉的室内移动机器人自定位方法。首先设计了一种可扩展的彩色人工路标,并给出路标的编码方法;然后利用色彩空间变换,直线交比不变性以及自适应窗口实现路标检测与识别;最后在分析双目立体视觉模型的基础上建立起基于路标的双目立体视觉定位模型,实现移动机器人的准确定位。实验结果表明,路标对光照和视觉传感器的采集位置具有较强的鲁棒性,定位精度能够满足室内移动机器人的定位要求。 展开更多

关键词 视觉定位 人工路标 立体视觉 移动机器人

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基于单目视觉的仓储物流机器人定位方法 被引量：13

2

作者 张涛 马磊 梅玲玉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第9期2491-2495,共5页

针对轮式仓储物流机器人的自主定位问题,提出了一种基于视觉信标和里程计数据融合的室内定位方法。首先,通过建立相机模型巧妙地解算信标与相机之间的旋转和平移关系,获取定位信息;然后,针对信标定位方式更新频率低、定位信息不连续等问... 针对轮式仓储物流机器人的自主定位问题,提出了一种基于视觉信标和里程计数据融合的室内定位方法。首先,通过建立相机模型巧妙地解算信标与相机之间的旋转和平移关系,获取定位信息;然后,针对信标定位方式更新频率低、定位信息不连续等问题,在分析陀螺仪和里程计角度误差特点的基础上,提出一种基于方差加权角度融合的方法实现角度融合;最后,设计里程计误差模型,使用Kalman滤波器融合里程计和视觉定位信息弥补单个传感器定位缺陷。在差分轮式移动机器人上实现算法并进行实验,实验结果表明上述方法在提高位姿更新率的同时降低了角度误差和位置误差,有效地提高了定位精度,其重复位置误差小于4 cm,航向角误差小于2°。同时该方法实现简单,具有很强的可操作性和实用价值。 展开更多

关键词 室内定位 多传感器信息融合 Kalman滤波(KF) 移动机器人 人工路标

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基于激光雷达回波强度的人工路标中心提取方法 被引量：11

3

作者 祖爽 胡攀攀 潘奇 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期220-228,共9页

针对基于人工路标的二维激光雷达导航定位应用,提出一种基于激光雷达回波强度的自适应圆柱形人工路标中心提取方法。分析了不同应用环境对路标中心提取的影响,包括不同的漫反射背景面、激光雷达与背景面的入射角以及镜面反射面。搭建不... 针对基于人工路标的二维激光雷达导航定位应用,提出一种基于激光雷达回波强度的自适应圆柱形人工路标中心提取方法。分析了不同应用环境对路标中心提取的影响,包括不同的漫反射背景面、激光雷达与背景面的入射角以及镜面反射面。搭建不同应用场景的物理实验平台,采集原始激光雷达扫描数据,给出三种中心识别算法的识别结果,并对比分析了实验结果。最终实验结果表明,本文提出的算法在各种应用场景下均可以稳定、准确地识别人工路标中心点,具有较高的鲁棒性以及较高的实用性。 展开更多

关键词 遥感 激光雷达 人工路标 路标识别 定位 回波强度

原文传递

基于激光测距传感器的家庭机器人导航仿真 被引量：8

4

作者 蔡则苏 洪炳镕 周浦城 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期902-904,共3页

通过将激光测距器的扫描数据和来自家庭机器人的里程计结合在一起,给出了同时定位和地图生成的算法.基于扩展卡尔曼滤波算法,滤去不必要的数据,直接将传感数据和环境特征相匹配,融合激光扫描数据和人工路标,给出了机器人连续位置更新的... 通过将激光测距器的扫描数据和来自家庭机器人的里程计结合在一起,给出了同时定位和地图生成的算法.基于扩展卡尔曼滤波算法,滤去不必要的数据,直接将传感数据和环境特征相匹配,融合激光扫描数据和人工路标,给出了机器人连续位置更新的方法.仿真结果表明该方法较好地解决了室内机器人导航问题. 展开更多

关键词 激光测距传感器 家庭机器人 导航 仿真 同时定位 地图生成 人工路标 扩展卡尔曼滤波

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单目视觉人工路标辅助的移动机器人导航方法 被引量：7

5

作者 黄露 朱明 《计算机系统应用》 2018年第1期106-112,共7页

室内机器人在采用里程计法长距离导航时,定位精度下降很快,以及以往人工路标定位方案的识别准确率低,又难以满足导航实时性的要求.针对这些问题,本文设计了能快速准确识别的人工路标,从而来修正机器人里程计法导航的累计误差,并通过卡... 室内机器人在采用里程计法长距离导航时,定位精度下降很快,以及以往人工路标定位方案的识别准确率低,又难以满足导航实时性的要求.针对这些问题,本文设计了能快速准确识别的人工路标,从而来修正机器人里程计法导航的累计误差,并通过卡尔曼滤波将人工路标和里程计法的定位信息有效地融合起来.实验结果表明,数字人工路标的识别准确率高,且识别速度满足导航实时性的要求,该方法有效地提高了移动机器人里程计法导航时的精度和鲁棒性. 展开更多

关键词 室内机器人 里程计法 自主导航 人工路标 单目视觉

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基于双目视觉的机器人运动目标检测与定位 被引量：7

6

作者 崔宝侠 栾婷婷 +1 位作者 张驰 段勇 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2016年第4期421-427,共7页

针对移动机器人自定位精度低的问题,提出了先由静止的工作机器人进行自定位,再对运动目标进行检测和定位的方法.基于HSV模型颜色特征,工作机器人分割出人工路标并进行自定位,利用帧间差分法将采集到的视频图像序列中相邻两帧作差分运算... 针对移动机器人自定位精度低的问题,提出了先由静止的工作机器人进行自定位,再对运动目标进行检测和定位的方法.基于HSV模型颜色特征,工作机器人分割出人工路标并进行自定位,利用帧间差分法将采集到的视频图像序列中相邻两帧作差分运算,提取出运动目标,并通过双目立体视觉视差原理计算出运动目标的绝对坐标,帮助运动目标完成定位.结果表明,该方法定位精度高于传统的移动机器人自定位的定位精度,且算法的实时性好,具有现实的研究意义. 展开更多

关键词 双目视觉 移动机器人 帧间差分法 运动目标 人工路标 HSV模型 阈值分割 定位

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用于移动机器人自定位的视觉路标设计 被引量：5

7

作者 侯杰贤 徐方 张令涛 《微计算机信息》 2009年第5期205-207,共3页

为了实现室内移动机器人的自定位,提出了一种简易美观的新型视觉人工路标以及基于对数极坐标系投影直方图的路标识别方法,并用基于共面四点的位姿估计算法计算机器人位姿。实验结果说明,路标检测具有很高的鲁棒性;路标识别方法抗噪声和... 为了实现室内移动机器人的自定位,提出了一种简易美观的新型视觉人工路标以及基于对数极坐标系投影直方图的路标识别方法,并用基于共面四点的位姿估计算法计算机器人位姿。实验结果说明,路标检测具有很高的鲁棒性;路标识别方法抗噪声和形变的能力强;位姿精度足够满足室内移动机器人自定位的需要。 展开更多

关键词 移动机器人 视觉定位 人工路标 目标识别

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基于全景视觉机器人定位的路标提取方法 被引量：6

8

作者 崔宝侠 张驰 +1 位作者 栾婷婷 段勇 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2016年第5期526-530,共5页

针对全景图像像素点过多、图像复杂导致单一图像分割算法难以提取出图像中人工路标的问题,提出了一种用HSV阈值分割法与OTSU最大类间方差法相结合的算法.通过对两种算法的结合使用,可以更有效地滤除图像中的干扰区域及干扰点,从而将路... 针对全景图像像素点过多、图像复杂导致单一图像分割算法难以提取出图像中人工路标的问题,提出了一种用HSV阈值分割法与OTSU最大类间方差法相结合的算法.通过对两种算法的结合使用,可以更有效地滤除图像中的干扰区域及干扰点,从而将路标从图像中提取出来.利用三角定位法的相交圆法计算出移动机器人的坐标,完成对移动机器人的定位.结果表明,该方法能够提取出全景图像中的路标,有效地避免了错误提取的情况,具有一定的可行性. 展开更多

关键词 全景视觉 室内环境 移动机器人 全景图像 HSV阈值分割 人工路标 可行性 三角定位

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基于单目视觉的SLAM算法研究 被引量：5

9

作者 温丰 柴晓杰 +3 位作者 朱智平 董小明 邹伟 原魁 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2010年第6期827-839,共13页

利用一种新型的人工路标系统-MR二维码,提出了基于单目视觉和里程计的SLAM方法.首先介绍了MR二维码系统,然后在对机器人运动模型和视觉传感器观测模型进行分析和验证的基础上,给出了一种实用的里程计位置估计误差模型.机器人移动过程中... 利用一种新型的人工路标系统-MR二维码,提出了基于单目视觉和里程计的SLAM方法.首先介绍了MR二维码系统,然后在对机器人运动模型和视觉传感器观测模型进行分析和验证的基础上,给出了一种实用的里程计位置估计误差模型.机器人移动过程中,利用扩展卡尔曼滤波器对视觉信息与里程计信息进行融合.在室内环境下进行了实际实验,实验结果表明该算法可提高机器人定位和构建地图的精度,验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 SLAM 单目视觉 扩展卡尔曼滤波 人工路标 里程计

原文传递

单目视觉人工路标辅助INS的组合导航定位方法 被引量：5

10

作者 李传立 尚俊娜 李芳 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期68-73,共6页

提出一种单目视觉人工路标辅助惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的定位方法。首先设计人工路标,并用相机拍摄各预先设置的人工路标,记录拍摄每个路标时相机位置和姿态,建立视觉路标库。在利用惯性导航系统定位过程中,对单... 提出一种单目视觉人工路标辅助惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的定位方法。首先设计人工路标,并用相机拍摄各预先设置的人工路标,记录拍摄每个路标时相机位置和姿态,建立视觉路标库。在利用惯性导航系统定位过程中,对单目相机采集到的图像进行路标提取、与路标库中相应路标进行匹配,估计当前相机位置和姿态,然后利用卡尔曼滤波将视觉匹配估计的位置信息和INS有效地融合。实验结果表明:传统航位推算方法的平均误差为0.715 m,本文组合导航方法的平均误差为0.154 m,该方法有效地提高了惯性导航定位的精度。 展开更多

关键词 组合导航 惯性导航 视觉定位 人工路标 卡尔曼滤波 霍夫圆变换

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基于多元M序列的人工路标设置方法 被引量：5

11

作者 唐恒博 陈卫东 王景川 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期29-35,共7页

针对基于路标组的机器人定位方法中存在的定位不确定性问题,提出一种基于多元M序列的人工路标设置方法.利用多元M序列的最长周期特性,使用最少种类的路标,生成满足路标组全局唯一性要求的路标设置方案.该方法通过减少路标种类来扩大路... 针对基于路标组的机器人定位方法中存在的定位不确定性问题,提出一种基于多元M序列的人工路标设置方法.利用多元M序列的最长周期特性,使用最少种类的路标,生成满足路标组全局唯一性要求的路标设置方案.该方法通过减少路标种类来扩大路标特征差异,进而提高定位对测量噪声的抗干扰能力.该方法在变电站巡检机器人系统平台上的实验,以及在不同测量噪声条件下的仿真结果,表明了其有效性. 展开更多

关键词 M序列 巡检机器人 全局定位 人工路标

原文传递

基于视觉测量的智能轮椅床自动对接 被引量：3

12

作者 李秀智 梁兴楠 +1 位作者 贾松敏 李明爱 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期189-197,共9页

为了提高智能轮椅床系统对接的自主性,提出了一种基于视觉测量的自动对接架构。轮椅床对接过程分为远程导引阶段和近程对接阶段。在远程导引阶段,室内天花板视觉系统采集并识别轮椅上的新型人工标志,利用卡尔曼滤波(KF)的跟踪检测路标特... 为了提高智能轮椅床系统对接的自主性,提出了一种基于视觉测量的自动对接架构。轮椅床对接过程分为远程导引阶段和近程对接阶段。在远程导引阶段,室内天花板视觉系统采集并识别轮椅上的新型人工标志,利用卡尔曼滤波(KF)的跟踪检测路标特征,继而采用P3P的视觉定位方法确定路标与相机的相对位姿,根据轮椅坐标系与远程阶段的世界坐标系的变换关系确定轮椅的姿态。在近程对接阶段,车载单目视觉系统采集对接目标的引导标志,利用引导标志的角点估计轮椅与床的相对位姿,最后根据实时的视觉反馈实现床椅的自动对接。多次实验结果表明所提出的视觉对接方法具有可行性和有效性。 展开更多

关键词 智能轮椅床系统 人工路标 视觉定位 自动对接 路标跟踪

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QR码导航的室内目标搜寻机器人研究 被引量：4

13

作者 王孙平 田乔 +1 位作者 傅世忱 邵晓鹏 《计算机系统应用》 2014年第1期193-196,共4页

针对室内的目标搜寻问题,开发研制了一套使用Android手机作为主要处理设备、可远程操控和使用语音控制的机器人系统.介绍了该系统的结构组成,提出了一套基于人工路标的导航方案.该方案应用QR码作为人工路标引导机器人运动到指定区域,然... 针对室内的目标搜寻问题,开发研制了一套使用Android手机作为主要处理设备、可远程操控和使用语音控制的机器人系统.介绍了该系统的结构组成,提出了一套基于人工路标的导航方案.该方案应用QR码作为人工路标引导机器人运动到指定区域,然后识别出目标位置,最后通过判断目标区域面积是否达到阈值的方法停在目标附近位置,基于有限状态机实现机器人的模式切换.对目标检测和人工路标识别分别进行了实验,结果验证了该方案的有效性和实用性. 展开更多

关键词 QR码 导航 人工路标 机器人 目标检测 语音识别

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在基于形状信息的视觉识别中颜色信息的应用 被引量：4

14

作者 郭阳 徐心和 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期758-759,共2页

本文以射影变换下的复比不变性为理论基础,设计了一种可基于形状信息进行视觉识别的灰度人工路标。该路标模式简单、对视角不敏感。然后针对变光强下识别率低的问题,具体介绍了颜色信息在提高其识别稳定性上的应用。真实图像实验结果表... 本文以射影变换下的复比不变性为理论基础,设计了一种可基于形状信息进行视觉识别的灰度人工路标。该路标模式简单、对视角不敏感。然后针对变光强下识别率低的问题,具体介绍了颜色信息在提高其识别稳定性上的应用。真实图像实验结果表明,文中的方法不仅提高了各种照明条件下识别的稳定性,而且方法简单,具有实际应用价值。 展开更多

关键词 人工路标 颜色视觉 颜色空间

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人工路标辅助的室内移动机器人SLAM 被引量：4

15

作者 冉腾 袁亮 +1 位作者 吴金强 罗高 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第7期246-249,共4页

为了提高移动机器人在大规模室内场景中同时定位与建图(SLAM)的精度,利用人工路标和激光雷达传感器对移动机器人SLAM进行了研究。针对大规模室内环境下移动机器人里程计信息不可靠,且低成本雷达测距范围较小导致地图创建结果与真实环境... 为了提高移动机器人在大规模室内场景中同时定位与建图(SLAM)的精度,利用人工路标和激光雷达传感器对移动机器人SLAM进行了研究。针对大规模室内环境下移动机器人里程计信息不可靠,且低成本雷达测距范围较小导致地图创建结果与真实环境尺度严重不符的问题,提出了利用简单人工路标辅助移动机器人定位并结合基于Rao-Blackwellized的粒子滤波算法进行室内走廊场景的移动机器人SLAM,保证移动机器人在长距离运行下的准确定位,最后通过实验验证了方法的可行性,实验结果与真实环境一致性较高,基于人工路标的移动机器人运动轨迹精度提高了6%左右。 展开更多

关键词 大规模场景 同时定位与建图 人工路标 粒子滤波算法

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基于移动机器人定位和导航的人工路标设计 被引量：1

16

作者 李光辉 蒋志坚 《北京建筑工程学院学报》 2010年第4期49-52,共4页

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... 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. 展开更多

关键词 移动机器人 图像分割 人工路标 路标识别

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基于视觉SLAM和人工标记码的定位与导航方法研究 被引量：3

17

作者 王永力 胡旭晓 +1 位作者 兰国清 承永宏 《成组技术与生产现代化》 2018年第4期22-26,共5页

针对移动机器人编码里程计存在的系统性误差和非系统性误差问题,采用扩展卡尔曼滤波算法,将精准度较高的视觉里程计与编码里程计进行信息融合,以提高机器人定位精度.针对机器人直行中存在的航向角偏差,采用人工路标对机器人进行轨迹纠... 针对移动机器人编码里程计存在的系统性误差和非系统性误差问题,采用扩展卡尔曼滤波算法,将精准度较高的视觉里程计与编码里程计进行信息融合,以提高机器人定位精度.针对机器人直行中存在的航向角偏差,采用人工路标对机器人进行轨迹纠偏和导航.通过人工路标的快速识别,保证机器人按照既定规划路径行驶和实时导航.在室内环境下分别进行了定位实验和导航实验.定位实验表明,融合后的里程计极大地提高了机器人的定位精度,定位误差被控制在5 cm内;导航实验表明,基于人工路标的导航方法可以顺利地帮助机器人完成导航任务,从而证明了该方法的可行性和实用性. 展开更多

关键词 室内环境 人工路标 移动机器人 定位导航 扩展卡尔曼滤波

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面向井下无人机自主飞行的人工路标辅助位姿估计方法 被引量：3

18

作者 单春艳 杨维 耿翠博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期387-398,共12页

具有体积小、重量轻、机动性能好等优点的无人机将在未来少人或无人采矿中发挥重要作用,而位姿估计则是井下无人机实现自主飞行的关键。面向井下无人机自主飞行的位姿估计,针对空直或弯曲度较小的巷道环境,提出采用相同形制沿矿井巷道... 具有体积小、重量轻、机动性能好等优点的无人机将在未来少人或无人采矿中发挥重要作用,而位姿估计则是井下无人机实现自主飞行的关键。面向井下无人机自主飞行的位姿估计,针对空直或弯曲度较小的巷道环境,提出采用相同形制沿矿井巷道壁两侧成对平行部置的反光标识牌作为人工路标,辅助井下无人机进行位姿估计。为了实现无人机在无GPS的矿井环境下自主飞行,针对井下作业环境昏暗的特点,提出巷道中的单目摄像机采用视觉注意机制提取反光标识牌的轮廓。为减少计算量,用几何的方法代替常规的代数方法,可避免传统特征点法求解位置和姿态参数对每帧图像都要进行复杂的非线性解算过程。根据巷道中的单目摄像机中心点与4个相邻反光标识牌及其投影点之间的几何关系,以反光标识牌的世界坐标和像素坐标作为输入,利用单目摄像机中心点与任意3个反光标识牌所围四面体的体积,采用几何方法推导出4个反光标识牌在相机坐标系下的坐标。根据反光标识牌已知的世界坐标与求得的反光标识牌相机坐标之间的转换关系,利用奇异值分解的方法进一步求出两坐标系之间的转换参数即旋转矩阵与平移矩阵,从而实现空直或弯曲度较小巷道中无人机的位姿估计。在走廊中模拟矿井空直或弯曲度较小巷道的实验结果表明,采用所提出的面向井下无人机位姿估计方法,对巷道中的单目摄像机的位置估计平均误差为0.076 m,角度估计平均误差为1.74°,且单帧算法的解算速度仅为0.013 s,可以提高无人机位姿估计的实时性。 展开更多

关键词 矿井巷道 无人机 位姿估计 人工路标 单目视觉

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基于人工路标的易部署室内机器人全局定位系统 被引量：2

19

作者 廖志涵 吴锋 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2021年第9期2741-2745,共5页

在一些布局易变或存在较多动态障碍物的室内,移动机器人的全局定位依然面临较大的应用挑战。针对这类场景,实现了一种新的基于人工路标的易部署室内机器人全局定位系统。该系统将人工路标粘贴在不易被遮挡的天花板上来作为参照物,仅依... 在一些布局易变或存在较多动态障碍物的室内,移动机器人的全局定位依然面临较大的应用挑战。针对这类场景,实现了一种新的基于人工路标的易部署室内机器人全局定位系统。该系统将人工路标粘贴在不易被遮挡的天花板上来作为参照物,仅依赖一个摄像头即能实现稳定的全局定位。整个系统根据具体的功能分为地图构建和全局定位两个过程。在地图构建过程中,系统使用激光SLAM算法所输出的位姿估计结果为基准,根据相机对路标点的观测信息来自动估计人工路标点在全局坐标系中的位姿,建立人工路标地图。而在全局定位过程中,该系统则是根据相机对地图中已知位姿的人工路标点的观测信息,结合里程计与IMU融合的预积分信息来对位姿进行实时估计。充分的实验测试表明,机器人在该系统所部署范围内运行的定位误差稳定在10 cm以内,且运行过程可以保证实时位姿输出,满足典型实际室内移动机器人全局定位的应用需求。 展开更多

关键词 室内机器人全局定位 天花板定位 人工路标 传感器融合

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移动机器人精确停靠系统的设计与实现 被引量：2

20

作者 方宇凡 王景川 王磊 《化工自动化及仪表》 CAS 2018年第4期284-288,293,共6页

提出一种基于人工路标的移动机器人精确停靠系统,该系统可使机器人停靠在可观测到路标的区域内的不同位置和朝向,停靠重复精度高,对环境的改造程度小且路标位置不需要准确标定。此外,还提出了一种基于Fisher信息矩阵的多边形路标优化设... 提出一种基于人工路标的移动机器人精确停靠系统,该系统可使机器人停靠在可观测到路标的区域内的不同位置和朝向,停靠重复精度高,对环境的改造程度小且路标位置不需要准确标定。此外,还提出了一种基于Fisher信息矩阵的多边形路标优化设计方法,通过此方法得到了满足毫米级定位要求的人工路标结构。最后通过实验验证了停靠系统的有效性。 展开更多

关键词 移动机器人 定位 人工路标

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