基于立体视觉与纹理特征相结合的障碍物探测

针对智能汽车行驶过程中障碍物检测问题,提出一种使用双目立体视觉的距离信息与障碍物纹理信息相结合的障碍物检测方法。首先,将双目相机的左图和右图校正后进行匹配得到视差图,根据相机内部参数和外部参数将视差图投影为具有距离信息的鸟瞰图,去除地面及高空背景目标,在鸟瞰图上将相近的点云聚类为一个目标,得到障碍物的粗略位置信息;然后,将得到的位置信息映射到原图,并形成多个候选区域,在候选区域查找障碍物边缘信息,得到障碍物具体位置。该算法结合了物体距离的三维信息和物体形状的二维信息,使障碍物的分割结果更加精准。针对典型交通场景进行了实验,结果表明,该算法能够有效弥补单独使用距离信息或者纹理信息带来的障碍物分割不准确的问题。     

泊车机器人障碍物视觉识别系统研究

针对智能停车库中的泊车机器人视觉系统研究需求,提出一种基于双目视觉的泊车机器人障碍物识别系统。通过双目摄像头进行图像采集,利用张正友棋盘标定法进行双目相机标定;采用Bouguet进行立体校正,将高斯滤波与拉普拉斯算子相结合进行图像预处理;采用YOLO卷积神经网络对目标障碍物进行快速识别;利用区域匹配算法进行立体匹配并生成目标障碍物视差图;通过成像点和目标障碍物的立体几何关系计算得到目标障碍物的深度信息。实验结果表明,该系统具有良好的实时性和较高精度,障碍物识别时间平均为0.0901s,在2 600mm具有最佳测距精度,可为泊车机器人自动泊车提供保障。     

室内障碍物要素图构建方法

针对当前室内地图构建过程中未充分考虑可移动障碍物的问题,提出了一种室内障碍物要素图构建方法。首先,利用PointNet++-KPConv获取室内点云的语义信息;随后,采用滤波及体素下采样进行处理;然后,通过随机采样一致性(random sample consensus, RANSAC)算法及欧式聚类对门、墙及室内障碍物点云进行提取,并提出了一种障碍物类型判别方法,将室内障碍物划分为可移动障碍物和不可移动障碍物;最后,将要素点云投影到二维平面构建室内障碍物要素图。结果表明,所提方法可以有效提取室内要素,障碍物类型判别方法的总体准确率达到97.96%,生成的障碍物要素图能够正确地表达室内环境语义信息。     

用于停车场视觉建图的语义回环检测算法

针对停车场视觉建图的回环检测方法对目标级别的语义信息关注较少、在长时间大范围的建图过程中地图一致性与持久性较差的问题,设计了一种语义回环检测算法。该算法基于语义实例,使用图匹配方法找到回环帧并进行帧间位姿估计,生成回环约束。在同准确率下,该回环检测算法的召回率均高于基于ORB (oriented fast and rotate brief)描述子和词袋法的回环检测方案。在停车场建图与定位试验中,建图轨迹与轨迹真值的绝对误差均小于1 m,定位误差均小于0.3 m,满足对应的技术要求。试验结果表明,本文提出的语义回环检测算法的回环检测性能优于传统回环检测算法,适用于停车场视觉建图任务。     

基于双目立体视觉的目标物定位研究

为了实现视觉获取目标物立体信息,以立体测量原理为基础,采用Matlab和Opencv相结合的方法,设计了基于双目立体视觉的目标物定位系统。该系统采用棋盘标定法,利用Matlab完成双目相机标定,采用BM（Block Matching）立体匹配算法在VS2010环境下配合Opencv3.0.0库,完成左右图像对的匹配,生成视差图。通过将二维空间点重投影至三维空间,便可求得目标点的空间三维坐标,最终实现通过鼠标点选后输出选定点的空间坐标。实验表明,该系统拥有较高的测量精度,尤其在150cm距离下可获得最佳的测量精度。     

基于最大局部变化的安全带检测算法

传统的边缘检测算法的效果很大程度上取决于阈值的选取,针对这个问题,提出了基于局部最大变化和二维OTSU的边缘检测方法,该方法利用图像局部区域的所有像素灰度值与中心像素灰度值的最大差值来描述图像边缘分布信息,从而得到图像边缘分布信息图,然后利用二维OTSU方法对该边缘分布信息图进行二值化处理得到边缘二值图。利用该边缘二值图,结合车辆的一些先验信息,提出车窗定位算法,并进一步确定驾驶员区域,最后通过在驾驶员区域内检测是否存在满足安全带先验特征的直线来判断驾驶员是否佩戴安全带。实验结果表明,该方法能够准确定位车窗边缘和驾驶员区域,可以应用于安全带的检测,具有一定的实用价值。     

基于嵌入式立体视觉的智能机器人障碍检测方法

针对嵌入式智能机器人移动过程中障碍物检测问题,提出了一种采用双激光扫描线辅助的双目立体视觉三维重建方法。该方法可以根据场景需要自适应地改变激光器的扫描角度和频率,动态地调整特征点的密度信息,使得DSP处理器在处理多任务时,能够有效解决特征匹配算法中关键场景深度信息不够的问题。在室内走廊行走测试实验中,该系统能成功检测到门的状态,并精确计算出门套及门槛的尺寸大小,该方法能有效提升嵌入式处理时效,距离误差小于5%。     

基于计算机视觉的执行器角度识别算法研究

针对汽车空调执行器自动参数检测过程中输出轴角度测量难点问题,基于计算机视觉,提出基于轮廓特征找直线并进行角度解算的方法。分步骤阐述了边缘检测、直线检测、坐标变换、象限划分及角度计算公式推导。利用工业相机采集图像,并基于Python-OpenCV编程进行算法验证,能准确计算出输出轴的旋转角度,在验证的10个样本中,测量误差小于0.19%,能为后续自动化检测提供精确的定位信息。     

深度视觉传感器虚拟仿真实验教学研究

实验教学是培养本科生实践和创新能力的重要手段。将虚拟仿真技术应用于传感器检测类课程的实验教学,对于教育发展具有极高的应用价值。文章基于LabVIEW虚拟仿真软件设计了移动机器人障碍物检测实验平台,在Kinect相机标定的基础上,经坐标转换与图像配准得到空间三维点云数据,能够实时显示彩色图像、深度图像与三维点云信息,可实现障碍物实时检测功能,有助于学生提升学习兴趣,加深对专业知识与实验原理的理解。     

消防机器人视觉感知技术研究综述

视觉感知是消防机器人获取、分析与理解火场环境信息的重要手段,是实现预定消防作业功能的重要基础.文章首先介绍了常用视觉传感器的特点以及基于这些传感器的消防机器人视觉系统组成结构,和实现消防机器人视觉系统控制,视觉信息处理的常用处理器以及相应的系统特性;从火焰检测、人体检测、障碍物检测三个典型方面概述了视觉信息处理算法的发展现状.最后,总结了消防机器人视觉感知技术当前发展中存在的三方面不足,并以此阐述了其未来发展趋势.     

基于激光雷达和温度传感的高温避障

激光雷达不宜用于检测障碍物的温度。如果路径规划时仅使用激光雷达而忽视高温障碍物对智能车和其携带货物的热辐射作用,将会导致安全隐患。针对该问题,在常规RBPF SLAM算法原理基础上,改进并运用提议分布和自适应重采样两种方法,融合红外热像模块检测出的环境温度信号,提出了一种在建图过程中改变高温障碍物栅格状态的方法;在所搭建的智能车高温避障导航测试场景下进行有无高温障碍物的导航避障对比实验。实验结果表明,该方法能让智能车在高温障碍物的环境中有效地规划路径并避开高温障碍物,提高了智能车导航的准确性和可靠性。     

基于毫米波雷达和计算机视觉联用的障碍物自动检测系统实验平台设计

针对人工智能课程实验要求,结合轨道交通障碍物检测实际工程问题,开发了一种基于毫米波雷达和计算机视觉联用的障碍物自动检测系统实验教学平台.该实验平台由数据采集模块、信息处理模块和预警显示模块组成,涉及图像处理技术、目标检测技术、网络模型部署等.实验结果表明,该系统具有良好的有效性、实时性、鲁棒性以及小目标检测能力,可以满...     

基于深度相机的苹果采摘机器人路径规划研究

为了优化苹果采摘机器人采摘路径,在获得苹果树场景三维位置信息的基础上,提出一种具有多种地形损耗的A*算法。结合ToF（Time-of-Flight）深度相机和Hu不变矩获取苹果和不同障碍物的三维位置信息,建立存在果实和多种障碍物的二维地图。在二维地图上,利用具有不同地形损耗函数的A*算法进行仿真实验。改进后的A*算法将障碍物分为可通过的障碍物（树叶）和不可通过的障碍物（树枝）,且障碍物存在位置处的自带移动耗费向周围以线性递减,避免了基本的A*算法中只具有单种障碍物问题,从而增加了不同种类障碍物对路径选择的影响程度,优化了路径质量。对比实验表明：改进后的算法提高了对于复杂地图的处理能力,产生的路径长度更短,转折次数更少。     

直线的生成方法及其校正

本文介绍生成直线的方法,重点论述了DDA算法、Bresen－ham算法以及直线的校正。     

辐射扫描算法在无人船航迹规划中的应用

提出了一种基于2D扫描为基础的辐射扫描算法。首先利用栅格法确定栅格粒度,建立环境空间模型。在起点与终点之间存在障碍物的前提下,向两侧扫描获取周围障碍物信息,并确定子节点。子节点不断扫描和更新下一级子节点,从而扫描到终点,并通过终点反选父节点确定最终路线。减少了传统算法规划路径中最终的结果并非最优解的问题。使用LabVIEW2017平台编写了算法仿真软件,进行大量实验。结果表明,该射线扫描算法在规划路径上比传统蚁群算法生成路径质量更高,有效提高了算法应用于三维空间路径规划时的可靠性。     

基于多传感器的绕动态障碍物的线路规划算法研究

通过对几种常见的自主式移动机器人绕静态障碍物的线路规划算法研究,改进了线性探索法,基于多传感器信息融合技术,提出了一种绕动态障碍物的线路规划算法。     

基于K-means算法的二步迭代道路检测算法

为增强现有基于机器视觉的自动导引车AGV对非结构化路面的适应能力,提出一种基于K-means聚类分析算法的二步迭代道路检测算法。算法实现了自动选择路面样本区域与自主动态添加路面样本,克服了基于其它机器学习算法的道路识别方法需要人工收集大量路面样本进行训练的缺陷。实验仿真结果显示,该方法能有效降低光照、阴影、车道线等对道路识别的影响,能够适应含有多种不同障碍物的道路场合。     

无人机在室内环境中自主飞行与避障

为使无人机在室内、密林等无GPS或弱GPS信号环境下实现自主飞行并避开飞行过程中的障碍物,基于无迹卡尔曼滤波的方法实现多种机载传感器数据融合,获得无人机飞行状态及周围环境信息;通过信息融合与单目摄像机目标检测等算法,使无人机避开飞行过程中的障碍物并按照顺序穿越特定障碍圈,实现无人机自主飞行与避障功能.在Airsim仿真...     

双耳效应和立体声

人们观察周围的世界是立体的,可以看到、听到来自不同方向的信息。由于人的两眼之间相距约6．5厘米,因此看物体时,两眼从两个不同的位置和角度来观察．使得两眼对物体有两种不同的视觉印象。正是这种视差效应,使我们能够区别物体的远近,对物体产生立体感。一只眼失明的人,因失去视差效应,就难以分辨物体的远近、确定物体的位置。同样的,人的双耳也具有分辨物体方位的功能,称为双耳效应。     

基于DCT变换的一种数字水印技术

利用离散余弦变换DCT算法,结合人眼视觉模型HVS,提出了生成数字水印嵌入的JEPG图象及对水印的提取和检测算法。通过实验取得了较好的隐蔽性和稳定性。