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《浙江工商大学》 2012年
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野外机器人的场景图像理解与偏振特性研究

周正寅  
【摘要】:随着机器人技术的迅猛发展和应用场合的日渐扩大,野外自主导航机器人由于其应用领域的特殊性和军事价值,越来越受到各国研究人员和专家的重视。对场景的理解和场景中障碍物的识别是野外机器人研究的一个重点。本文对于野外环境常见的两类障碍物,即阻挡类障碍物和水体障碍物的检测方法进行了研究。 对于场景中的阻挡类障碍物,本文通过双目立体视觉来进行检测。详细讨论了立体视觉的成像原理,摄像头的标定和矫正方法,着重分析了立体匹配的原理和难点,比较了OpenCV函数库中的BM、 SGBM、GC三种立体匹配算法的匹配效果和实时性,最后选取效果和实时性都较好的BM算法作为机器人系统的匹配算法。利用匹配得到深度信息,进而获取环境障碍物位置。 对于野外常见的水体障碍物,本文使用两种不同的方法进行检测。第一种为融合水体纹理信息和颜色渐变特征的检测方法,通过实验阐述了这种方法的有效性和相对于以往基于亮度信息这种传统方法的优势。第二种为利用环境偏振特性的方法,文中详细阐述了偏振光的形成原理并分析了野外水体的偏振特性,说明可以利用图像的偏振信息对水体区域进行分割,并通过实验数据证明了这种方法的可行性。最后通过比较一系列数据,分析两种不同水体检测方法的优缺点和适用范围,并最终确定使用偏振方法来进行水体的检测。 论文根据所使用的AS-RF机器人硬件和软件平台,提出了一种将环境的偏振信息和深度信息同步采集的方法,阐述了其原理和具体硬件搭建方法,最后利用采集的数据检测场景的阻挡类障碍物和水体障碍物位置信息。实验表明这种结合方法对于阻挡类障碍物和水体的检测成功率均能达到90%以上,精度满足野外机器人使用的要求,证明这种联合检测方法是可行和有效的。
【学位授予单位】:浙江工商大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP391.41;TP242

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张颖;赵慧洁;周鹏威;赵海博;;液晶相位可变延迟器的光电特性研究[J];国外电子测量技术;2009年03期
2 陈卫斌,顾培夫;偏振光的Stokes列矩阵表示及应用[J];光学仪器;2004年02期
3 苏鑫;;完全智能控制 Google无人驾驶汽车路试[J];道路交通与安全;2010年04期
4 江继军;张大勇;李剑峰;刘海涛;罗飞;;基于液晶可变相位延迟器的两片式线偏振态转换器研究[J];应用光学;2011年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 顾昊;李勃;张潇;陈启美;何军;;基于偏振测量的路面积水积冰检测方法[J];电子测量技术;2011年07期
2 王铁城;刘铁根;万木森;兰寿峰;姚晓天;;偏振复用系统中解复用端的偏振控制算法[J];光学与光电技术;2008年06期
3 冯林;金涛;贾宏志;夏桂珍;;新型旋光仪测量原理的研究[J];光学仪器;2009年02期
4 满忠胜;郭汉明;董祥美;;基于圆锥偏振装置的非相干柱对称偏振光束产生方法[J];光学仪器;2011年04期
5 陈添丁;王娃;朱敬意;周正寅;;基于图像偏振特性的野外环境积水区域检测[J];光电工程;2013年04期
6 罗英达;陈哲;;偏振光斯托克斯参量测量原理与测量方法设计[J];激光与光电子学进展;2009年06期
7 王勇;薛模根;黄勤超;;基于大气背景抑制的偏振去雾算法[J];计算机工程;2009年04期
8 张辉;陈江;刘丹丹;阮军;任兆玉;张首刚;;基于液晶相位可变延迟器频率调谐外腔半导体激光器[J];时间频率学报;2013年01期
9 赵海丽;王晓曼;姜会林;刘智;刘树昌;;基于液晶的激光偏振测量系统研究[J];仪器仪表学报;2010年02期
10 闫丽荣;高爱华;刘卫国;;高消光比多偏振态光源系统设计[J];应用光学;2012年04期
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1 赵楠;多用户量子通信关键技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 袁乔;别汉棱镜偏振像差检测与校正的方法研究[D];西安工业大学;2011年
2 万辰;偏振图像的采集与研究[D];浙江大学;2006年
3 范缜煜;激光偏振特性参数检测技术研究[D];长春理工大学;2009年
4 付霞;井下偏振光学成像探测技术研究[D];中国石油大学;2010年
5 张辉;铯原子喷泉钟NTSC-01光学系统的研制[D];西北大学;2012年
6 陈曦;基于液晶的激光偏振参数调制与解调技术研究[D];长春理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 赵云升,金伦,张洪波,宋开山;土壤的偏振反射特征研究[J];东北师大学报(自然科学版);2000年04期
2 杨之文;偏振光谱的测量及研究进展[J];光谱实验室;2003年06期
3 丁海兵;庞文宁;刘义保;尚仁成;;液晶相位可变延迟器对光偏振态的调制[J];光子学报;2006年09期
4 孙晓兵,洪津,乔延利;大气散射辐射偏振特性测量研究[J];量子电子学报;2005年01期
5 丁海兵,庞文宁,刘义保,尚仁成;液晶相位可变延迟器对自旋极化电子束极化方向的调制[J];物理学报;2005年09期
6 陈洪滨;范学花;韩志刚;;POLDER多角度、多通道偏振探测器对地遥感观测研究进展[J];遥感技术与应用;2006年02期
7 潘泉,赵永强,张洪才;基于像素层图像融合的偏振图像计算方法研究[J];仪器仪表学报;2004年S1期
【相似文献】
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1 左森,郭晓松,杨必武,郭君斌;基于矩形子块法的快速全局立体匹配算法[J];计算机工程与应用;2005年33期
2 刘亚东;李明;周宗潭;胡德文;;在“计算机视觉”教学中引入人类视觉系统知识[J];电气电子教学学报;2010年05期
3 范成法,叶秀清,顾伟康;一个基于知识的道路图像理解系统[J];计算机研究与发展;1999年09期
4 危辉,王增进;基于局部相似自组织的遥感图像自动识别算法[J];电波科学学报;2004年04期
5 ;“智能感知与图像理解”实验室被正式批准为教育部重点实验室[J];电子科技;2008年03期
6 李庆忠;陈显华;顾伟康;;基于彩色立体视觉的障碍物快速检测方法[J];计算机科学;2003年09期
7 ;图像、语音、自然语言理解与知识发掘[J];中国科学院院刊;2002年02期
8 王增进 ,危辉;改进的多层判别回归树算法及其在遥感图像分析中的应用[J];计算机学报;2004年01期
9 李忠海,王常虹;图像对比度自适应调整算法[J];哈尔滨工业大学学报;2004年10期
10 介鸣;黄显林;卢鸿谦;;基于立体视觉的月面地形重构[J];黑龙江大学自然科学学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 阎冰;赵占娟;迟洪华;;立体视觉及其影响因素[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
2 曹桂莲;;儿童眼球震颤矫正术的立体视觉研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
3 徐征;刘冲;王立鼎;王跃宗;;实时显微立体成像系统中闪烁问题的分析和解决[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
4 李建阳;王健英;陈宾;;共同性斜视手术前后近立体视觉的临床观察[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
5 李德广;李科杰;高丽丽;;基于多尺度多方向相位匹配的立体视觉方法[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
6 胡志萍;欧宗瑛;李云峰;;海上工作平台固定用导管架下水运动参数立体视觉测定[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
7 杨斌;叶榛;王家廞;;虚拟环境中立体视觉的技术与应用[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
8 雷勇;徐礼钜;张行;;基于立体视觉的冗余度TT—VGT机器人避障规划[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
9 张敏;刘毅;朱建华;;准分子激光上皮瓣下角膜磨镶术治疗屈光参差后的立体视觉[A];2007年贵州省医学会眼科学分会第五届第三次学术年会论文汇编[C];2007年
10 刘向玲;刘爱琴;;影响微小度数斜视立体视觉锐度发育多因素分析[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;八种立体视觉技术各有千秋[N];中国电子报;2009年
2 北京武警总队医院眼科 副主任医师 陶海;立体视觉怎么检查[N];家庭医生报;2006年
3 猛犸;《冰川时代3》背后的3D奥秘[N];电脑报;2009年
4 李世莲;儿童斜视要早治[N];健康报;2006年
5 于青;儿童弱视的治疗误区[N];家庭医生报;2006年
6 张璐荣婷;鄂尔多斯市 两只眼中的“立体视”[N];中国文化报;2007年
7 记者 吕择;升级3D电视?且慢[N];北京科技报;2011年
8 猛犸 科学作者,宅属性。关注信息技术及其对生活带来的影响,为多家科技、新闻媒体撰稿;让汽车告诉你[N];电脑报;2009年
9 王延文;细微之处保健康[N];中国老年报;2004年
10 本报记者 王均珠;重视儿童视力 保障孩子健康成长[N];贵阳日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白明;自主移动机器人的运动规划与图像理解研究[D];大连理工大学;2011年
2 丁菁汀;立体视觉在实际应用中的若干问题研究[D];浙江大学;2012年
3 胡德昆;基于生物视觉感知机制的图像理解技术研究[D];电子科技大学;2012年
4 沈会良;中低层图像理解算法研究[D];浙江大学;2002年
5 单红梅;基于立体视觉汽车轴距左右差检测系统研究[D];吉林大学;2011年
6 王宇宙;计算机视觉三维重建理论与应用[D];西北大学;2004年
7 吴东晖;智能移动机器人的视觉导航技术[D];浙江大学;2001年
8 蔡岭;基于立体视觉的目标检测与跟踪[D];上海交通大学;2011年
9 郭龙源;计算机视觉立体匹配相关理论与算法研究[D];南京理工大学;2009年
10 侯建;月球车立体视觉与视觉导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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1 周正寅;野外机器人的场景图像理解与偏振特性研究[D];浙江工商大学;2012年
2 倪炜基;无人机导航中的立体视觉技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 余晓菲;Randot立体视检测图对弱视儿童立体视锐度的临床观察[D];浙江大学;2008年
4 方林;立体视觉皮层诱发电位特征提取研究[D];浙江大学;2002年
5 迟晶;基于立体视觉的地平面障碍物检测[D];东北大学;2009年
6 胡华梅;未知环境中基于视觉的移动机器人障碍物检测研究[D];中南大学;2007年
7 陈白帆;移动机器人立体视觉三维重建系统的研究与开发[D];中南大学;2004年
8 许凌羽;视觉坐标测量机仿真模型的研究[D];青岛大学;2006年
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10 庞羽佳;主动式高速目标探测方法的研究[D];天津大学;2004年
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