【摘 要】
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在某些存在障碍物的场景下会存放如弹药之类的危险物品,以人力对这些物品进行搬运较为危险,而选择一种自主运输车对这些危险品进行操作能够极大程度上保证人员的安全。为实现运输车在这种场景下的自主运行,本文基于立体视觉技术,研究某移动平台避障导航系统,为这些场景下的物品运输提供了一种较为便捷且安全的方式。双目立体视觉技术具有低功耗、低成本、使用简便、易于维护升级等优点,基于此的研究有助于提高危险品运输效率且
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在某些存在障碍物的场景下会存放如弹药之类的危险物品,以人力对这些物品进行搬运较为危险,而选择一种自主运输车对这些危险品进行操作能够极大程度上保证人员的安全。为实现运输车在这种场景下的自主运行,本文基于立体视觉技术,研究某移动平台避障导航系统,为这些场景下的物品运输提供了一种较为便捷且安全的方式。双目立体视觉技术具有低功耗、低成本、使用简便、易于维护升级等优点,基于此的研究有助于提高危险品运输效率且极大程度地保障人员的安全。本文就如何利用双目立体视觉技术实现障碍物场景下运输车的自主运行展开研究。1.为了满足系统的安全性要求,需要得到精确的双目相机成像模型。本文阐述了相机标定的目的、原理及方法,对双目相机进行标定并给出结果,根据标定结果得到精确双目相机的成像模型。其次介绍了本文采用的三种图像增强手段,对保障系统安全性也有一定的帮助。最后对立体视觉单元中的立体匹配算法进行介绍,分析了两种典型的立体匹配算法并设计对照试验,对比其在匹配效果、匹配速度等方面的能力,兼顾系统安全性和实时性选择合适本次设计的匹配算法。2.根据实际的运输车工作环境,采集到的深度信息的特点以及避障导航的实际需求,本文设计了一系列深度信息后处理工作,将深度信息转化为可供系统避障单元使用的地图信息。提出了一种基于坐标变换的三维重建方式,将采集到的多组深度信息进行三维重建,针对单个及多个障碍物场景,将采集到的深度信息进行三维融合,生成三维地图,以此作为后续运输车的导航信息,实现路径规划功能。3.简要阐述了人工势场法的原理,针对其自身存在的缺陷,结合避障信息即处理后的深度图,提出了多种改进措施。还介绍了动态窗口法,将生成的三维地图作为导航信息,结合实际的工作场景对算法中障碍物类型进行拓展,完成导航工作。4.论文在分析了双目立体视觉技术及工作环境特点的基础上,设计了以ARM板作为双目立体视觉模块控制核心的系统方案。对核心板参数、主要图像处理程序作简要介绍,对库函数、程序进行了交叉编译、移植、调试等工作,实现系统在移动端上运行。5.根据研究需求,本文设计并完成了双目立体视觉单元的测距、定位实验,以检验系统的安全性;搭建试验样机进行综合的避障导航实验,对系统的关键性技术进行验证。本文设计的障碍物场景下的某移动平台避障导航系统能够实时且准确地采集环境深度信息,实现避障工作。能有效、快速地实现环境信息的三维重建工作,根据重建后的三维障碍物地图进行导航。该系统具有安全可靠、成本低、使用方便等优点,不仅可以应用障碍物场景下的危险品运输,对于工业生产中的运输车也具有一定的参考意义。
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