视觉在导航中的应用 综述

2013 参考文献（二）
[12] 张栋. 基于空中机器人平台的运动目标检测和视觉导航[D].浙江大学,2013. [13] 江伟,齐群.基于AT89S52单片机的智能小车设计与制作[J]. 广东交通职业技术学院学 报,2013,01:24-27. [14] 纪超,王庆. 基于双目视觉的自主空中加油算法研究与仿真[J]. 系统仿真学报,2013,06:1327-1331. [15] 毕建权,陆耿,江永亨,王京春.基于像素点的快速结构化道路元素检测 [J]. 计算机工程与科 学,2013,05:100-105. [16] 毕建权,王京春,江永亨. 基于视觉的缩微智能车自主换道[J]. 信息与控制,2013,03:351-357. [17] 陈雪凌,赵春晖,李耀军,程咏梅.基于Dempster-Shafer证据理论的匹配区多特征适配性分析方法[J]. 计算机应用,2013,06:1665-1669. [20] 吴俊君,胡国生. 室内环境仿人机器人快速视觉定位算法[J]. 中山大学学报(自然科学 版),2013,04:7-13. [21] 吴俊君,胡国生. 室外环境下移动机器人视觉SLAM算法改进[J]. 计算机工程与设计,2013,08:28922896. [22] 陶琨,王寅. 视觉导航技术在小型无人机撞线回收中的应用[J]. 兵工自动化,2013,07:80-82.
[10] 李进,陈杰平,徐朝胜,汪明磊,王家恩. 基于动态图像阈值的智能车辆路径导航[J]. 农业机械学
报,2013,04:39-44. [11] 杨东方,王仕成,张金生,罗大成,刘华平. 增量式参数化特征模型及其单目视觉导航[J]. 计算机应 用,2013,04:1085-1088.
2013-11-5 3
[7] 崔红超,雷鸣. 基于四元数视觉导航算法确定目标位姿[J]. 测绘与空间地理信息,2013,01:131-133.
[8] 卢远志. 智能车测试环境中虚拟车道线的快速构建方法[J]. 中南大学学报(自然科学 版),2013,03:985-991. [9] 夏田,金超,刘晔. AGV视觉导航标识线边缘特征提取研究[J]. 机械设计与制造,2013,03:199-201.
2013-11-5
4
内容导读
1、视觉导航的仿生学来源及其研究意义
2、机器导航的几种常用方式
3、视觉导航的应用领域 4、视觉导航的关键技术
5、视觉导航技术的发展方向
2013-11-5
5
一、视觉导航的仿生学来源 及其研究意义
人类视觉系统的感受部分是 视网膜，它是一个三维采样系统。 三维物体的可见部分投影到视网 膜上，人们按照投影到视网膜上 的二维图像来对 该物体进行三 维理解。 古语有云“眼睛是人类心灵 的窗户”但在现实生活它扮演着 更加重要的觉色。 在人类科技进步的今天，机 器人越来越成为我们不可或缺的 一部分，各种智能机器人的出现 在极大方便我们生活的同时也对 我们提出了更高的要求。
传感器，就能有把握地知道自己在哪里
和去哪里。ER2可以作住宅警卫，也可 以作向导，举办电视会议，搬运物品， 与主人下 象棋或玩其他游戏。
2013-11-5
15
五、视觉导航技术的发展方向
要精确模拟人眼立体视觉系统还存在很多困难，但就其今后的发 展方向有如下几个方面： （1）深入研究人眼视觉机理，建立更有效的双目视觉模型； （2）利用对人眼选择性注意机制的研究和主动视觉的方法解决视觉计算 病态结构问题；
2013-11-5
9
二、机器导航的几种常用方式
机器 导航方式 非主动 导航 传感器 数据导航
主动导航
Biblioteka Baidu
循线导航
惯性导航
卫星导航
视觉导航
红外导航
超声导航
激光测距 导航
10
2013-11-5
三、视觉导航的应用领域
国防（无人机） 医学（手术器械） 交通运输
农业生产
工业生产/检测（自动化仓库）
[4] 李丹. 一种视觉导航参数的改进提取算法[J]. 计算机与现代化,2013,02:27-30+34.
[5] 马红霞,马明建,马娜,林有升.基于Hough变换的农业机械视觉导航基准线识别[J]. 农机化研 究,2013,04:37-39+43. [6] 于国英,韩伟,宋明伟. AGV视觉导航模糊控制研究[J]. 科技信息,2013,22:45+48.
2013-11-5 6
移动机器人导航
移动机器人的研究起源：20世纪60年代末期。 导航(概念)：导航是指运动体按照预先给定的任务命令， 根据已知的地图信息做出全局路径规划，并在行进过程中， 不断感知周围的局部环境信息（实时性），做出各种决策， 随时调整自身的姿态与位置，引导自身安全行驶，直至目
2
2013-11-5
2013 参考文献（一）
[1] 李爱莲,高策,梁惠明. 移动机器人导航方法的分析与研究[J]. 仪表技术,2013,05:42-44. [2] 周儒靖. 视觉导航技术在无人直升机着陆中的应用研究[D].南京理工大学,2013. [3] 杨兵兵.飞机进近及着陆视觉导航研究[D].上海交通大学,2013.
3500米水深、海底高温和复杂地形
的特殊环境下开展海洋调查和作业 的最高精技术装备，它是国家重大
科技专项、目前我国下潜深度最大、
功能最强的无人遥控潜水器，简称 ROV 。
2013-11-5
14
应用举例（三）
机器人程序保障系统著名生产商 Evolution Robotics公司向市场推出自己 的新产品-----安装有自动导航系统的机 器人ER2。确定现有机器人空间方位的 方法是利用超声波或无线电波定位、激 光测距仪等，其费用都高达数千美元。 而Evolution Robotics公司的机器人只需 要价格为50美元的网络用摄影头和轮式
2013-11-5
11
四、视觉导航的关键技术
路径识别算法流程图
2013-11-5
12
应用举例（一）
美国DARPA挑战赛
勇气号、机遇号火星车上的应用
图（a）:雷达地图与视觉地图比较
图（b）:自主导航流程及结果
2013-11-5 13
应用举例（二）
“海龙2号”是我国自主研制 的水下机器人，高约3.8米，长宽均 为1.8米左右，能最大提取250公斤 的物品，是我国目前仅有的能在
标位置 。
2013-11-5
7
导航主要解决的问题
（1）我（机器人）现在何处？ （2）我要往何处走？ （3）我要如何到达该处？
导航系统 中的定位 及其跟踪 问题
路径规 划问题
2013-11-5
8
定位、建模、路径规划
(1) 通过捕捉视觉图像获取移动机器人在空间中的
位置、方向以及所处环境的信息。（定位） (2) 用一定的算法对所获信息进行处理并建立环境 模型。（建模） (3) 寻找一条最优或近似最优的无碰路径，实现移 动机器人安全移动的路径规划。（路径规划）
视 觉 导 航 技 术 综述
周杉
参考文献
[1]刘伟军,董再励等.基于立体视觉的移动机器人自主导航定位系统[J].国家863计划,2007 [2]姜立军,甘东兵.基于双目视觉传感的计算机辅助骨外科手术导航模型[J].华南理工大学学报(自然科学 版),2006,34(2) :67-72 [3]徐光祐,朱志刚.用于室外道路环境综合理解的多种新型视觉传感技术和系统[J].国防预研项目,1997 [4]周星,高志军.立体视觉技术的应用与发展[J].工程图学学报,2010(4) :50-55 [5]朱志刚,徐光.多尺度全覆盖视觉导航方法[J].机器人,1998,20(4):266-272 [6]胥芳,张立彬.农业机器人视觉传感系统的实现与应用研究进展[J].农业工程学报,2002,18(4):180-184 [7]高庆吉,洪炳熔,阮玉峰.基于异构双目视觉的全自主足球机器人导航[J].哈尔滨工业大学学 报,2003,35(9):34-35 [8]唐超颍,杨忠,沈春林.视觉导航技术[J].2007江苏省自动化学会学术年会论文集,2207:100-104 [9]基于双目视觉的自动空中加油近距导航方法_解洪文 [10]基于双目协调的小型全自主足球机器人导航_高庆吉 [11]辅助自动着陆技术_刁灿 [12]视觉导航的多尺度全方位时空图象综合理解方法_朱志刚 [13]双目立体视觉系统的分析_李泽东 [14]双目视觉导航信息的可观测性分析_杨海燕 [15]温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取_袁挺 [17]月球车巡视探测的双目视觉里程算法与实验研究_吴伟仁 [18]智能移动机器人的时空多尺度功能视觉_朱志刚 [19]自动化技术_计算机技术 [20]仿人多自由度立体双目视觉导航系统的研究与开发_余洪山
（3）探索新的适用于立体视觉的计算理论和匹配策略，选择有效的匹配
准则和算法结构，以解决存在的灰度失真、几何畸变、噪声干扰等问题； （4）算法向并行化发展，提高速度，减少运算量，增强系统的实时性。
2013-11-5
16
2013-11-5
17