基于TOF相機的四足機器人障礙物檢測.pdf

1、四足機器人與利用履帶或者輪子的機器人相比不必需要連續(xù)的路徑并且能夠通過更為復雜的地形，并且它的運動更為靈活多變。四足機器人從機身結構來說，比腿足種類的機器人要簡單的多，而且雖然結構簡單，但是它們行動起來卻非常的靈活穩(wěn)定，在行動時四足機器人的作用機理與人類相仿，可以隨機的變換自己的步伐狀態(tài)來適應各種各樣的地形，并且自如地前進。結合以上表述，在機器人的研究種類中，對于四足機器人的探討研究是一個非常好的課題。
　　隨著時代的發(fā)展進步，對

2、于機器人的各種研討也在時刻加深，因此關于四足機器人對于環(huán)境的感知研究非常火爆。機器人的環(huán)境感知決定了它是否可以進行自主地導航，所以對于障礙物方面的檢測就成為了研究的重中之重。不同于大多的其他類型的機器人，四足機器人通?；顒釉谑彝猸h(huán)境中，在非結構化的環(huán)境下進行一些勞作。因此本文以TOF相機為例，研究在非結構環(huán)境中，它的障礙物檢測情況，下面為本文研究重點內(nèi)容:
　　(1)在緒論部分，提出了本文研究的意義與背景;其次重點介紹目前國內(nèi)外對

3、于四足機器人的學術探究情況;然后又介紹了機器人環(huán)境感知的研究現(xiàn)狀，包括了對于環(huán)境感知的分析和其發(fā)展趨勢，從而給我們構建機器人感知系統(tǒng)構建提供靈感;同時，我們介紹了移動機器人障礙物檢測的方法;最后，給出了本文主要的研究內(nèi)容等。
　　(2)構建TOF相機、激光掃描儀等的障礙物檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)之中，用TOF相機檢測距離較近的障礙物，激光掃描儀檢測距離較遠的障礙物。
　　(3)進行相機的標定。要想知道一個物體的具體三維數(shù)據(jù)，就必須對

4、相機采取標定。這一部分主要介紹了相機的成像模型、三個坐標系的關系和運用的標定方法等，通過相機標定的實驗我們求出了它的內(nèi)參數(shù)矩陣。由于相機有測量范圍，所以我們要對于超過相機范圍的部分數(shù)據(jù)進行處理，從而減少測量時的誤差。
　　(4)在本文中，我主要向大家介紹三個類型的新型處理圖像的方式。一是圖像的預處理方法;二是腐蝕以及膨脹方法;三是邊緣檢測方法。傳統(tǒng)圖像分割方法很難用來分割非結構化環(huán)境圖像，因此我們利用TOF相機能夠生成灰度圖像以及

5、圖像像素點三維信息的特點，通過分割圖像的方式，初步地將障礙物從圖像中抽離出來。最終通過邊緣檢測的方式檢測障礙物。我們同時根據(jù)四足機器人運動特點，對于TOF相機進行了防抖動的處理，我們注意到防抖的方式有光學防抖和電子防抖，由于硬件的條件限制，TOF相機本身并不具有光學防抖，因此我們只能選擇電子防抖的方法，并且對于防抖進行了實驗的驗證，然后結合以上的研究，得出了四足機器人可以使用該系統(tǒng)的可靠性結論。
　　我們在研究的最后，關于本文的重