基于嵌入式立體視覺的智能機器人障礙檢測方法

魏保龍，王 霏

(宜春學院 數學與計算機科學學院，江西 宜春 336000)

障礙物探測是智能機器人實現自主避障和導航的熱點研究領域。通過確定前方障礙物的存在并對其距離進行準確測量，可以實現機器人環境感知、地圖創建、自主移動等功能。[1-2]在移動機器人障礙物檢測技術中，主要有基于測距傳感器的非視覺方法，例如：毫米波雷達測距[3]、超聲波測距[4]、激光測距[5-7]等；以及基于機器視覺的圖像處理方法，例如：基于紋理特征的邊緣檢測算法[8]、基于卡爾曼濾波的RANSAC算法[9]、基于熱成像的模糊邏輯算法[10]、基于權重融合的動態模板匹配算法[11]、基于立體視覺的深度圖像分割檢測算法[12]等。

視覺圖像方法相比較于非視覺方法，雖然可以更有效檢測出障礙物，但其圖像數據計算量大，算法實現需要相對較好的硬件支持，難以直接應用于本文場景。

本文針對嵌入式機器人自主移動場景，結合視覺與非視覺檢測方法的異同，提出了一種基于雙激光掃描線的雙目立體視覺三維重建方法；利用激光線對物體進行不同位置的掃描獲得被測物體上形成的變形光條，并將其作為特征點進行像素匹配得到三維世界坐標，再通過對比每幅圖像上光條之間的位置關系得到被測物體的三維信息。方法中使用的激光器可以自適應地根據場景需要，動態地改變舵機在水平及垂直方向的位置來調整特征點的密度信息。既可以解決特征匹配算法中特征點太少、深度信息不夠，又可以解決區域匹配算法中計算量太大，實時性差的問題?！?br>