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机器视觉就业前景,计算机视觉与智能机器人

时间:2023-05-06 03:51:09 阅读:202603 作者:1455

2.1 直行控制

如果懵懂的时光变换的检测结果表明是一条直线即机器人视野中只有1条主引导线时,则运行直行模块。实际中有2种情况需要考虑:一是机器人的初始位置不一定正对引导线,二是在机器人的机电配置中,左右轮子的马达运动不会绝对精确和对称。这些会使机器人在运动中出现侧偏。可采用下述方法进行直行控制:根据引导线在图像平面坐标中的位置来判断机器人的偏向。当引导线位于图像平面的左半边,说明摄像头的光轴与引导线不垂直且相对于引导线右偏,则命令机器人左转;当引导线位于图像平面的右半边,说明摄像头的光轴与引导线不垂直且相对于引导线左偏,则命令机器人右转;当引导线在图像平面两边均存在时,则命令机器人不偏转继续直行。机器人在前进过程中,根据图像平面中引导线位置不断调整方位,以一定的转动角度(转动角度尽量小,这样机器人的摆动幅度就会小)在直线路径上行走。

2.2 转弯控制

如果懵懂的时光变换的检测结果表明是两条相互垂直的直线,即机器人的视野中出现转弯路口,则开始运行转弯模块。

机器人需要在距转角合适的距离处开始运行转弯模块,以保证机器人视野中始终具有引导线。如图4所示,AB段表示摄像头的纵向视野范围,C点为转角点,机器人需要知道自身在实际二维平面中相对于转角点C的距离即BC段距离。由图像信息获得现实世界坐标系中的参数,即所谓三维重建,这需要对基于计算机视觉的移动机器人导航系统进行摄像机标定。

鉴于移动机器人识别的引导线在地面上这一限制条件,并且摄像头固定在机器人上,可以选择机器人坐标系为世界坐标系,即世界坐标系与机器人同步移动。坐标原点为标定模板的左下角标定点的中心,Zw轴垂直地面,XwYw平面即为地面。在该坐标系下地面目标的坐标可以表示为(Xw,Yw,0),标定模板由直径5 mm、相距10 mm共72个圆点构成,如图5所示。

移动机器人的摄像机标定问题,如果忽略因物面与摄像机光轴不垂直造成的非线性,则可归结为在二维世界坐标系中求变换矩阵M。

世界坐标系(Xw,Yw,Zw),Zw轴垂直地面,XwYw平面即为地面,在该坐标系下地面目标的坐标P可以表示为(Xw,Yw,0)。式 (2)中Xi,Yj(其中i=1,2,…,n,j=1,2,…,n)即为地面目标的坐标(Xw,Yw)。只要有4个标定点就可以求解该线性方程组,分别测得其在地面上的坐标(Xw,Yw,0),再根据由图像处理的方法得到的图像坐标系中的像素坐标(ui,vj)(其中i=1,2,…,n,j=1,2,…, n),即可求得变换矩阵M,M=[m11,m12,m14,m21,m22,m24,m31,m32]T,其中m34=1。变换矩阵M的元素取值受到摄像头俯仰角和架设高度的影响。在实验室条件下,本系统选取BC=13 cm时开始运行转弯模块。

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