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快遞分揀機器人分解圖,移動機器人3種常見視覺算法

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算法一:深度信息提取

其原理是使用兩個平行的相機,對空間中的每個點三角定位。通過匹配左右兩個相機中成像點的位置,來計算對應(yīng)三維點在空間中的距離。

機器人想要通過若干幅圖像來獲取目標的三維坐標,雙目視覺技術(shù)中更為重要的工作是對圖像執(zhí)行匹配,首先明確物體在左右圖像的相互匹配的點,然后獲得每一點視差以及深度信息。

雙目立體視覺有設(shè)備簡單且價格低廉,精度高且速度快,無需接觸物體即可計算距離和深度信息等優(yōu)點,其在無人機電力線巡檢以及工業(yè)建筑機器人中都有重要的應(yīng)用。

算法二:定位導(dǎo)航

機器人導(dǎo)航是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng),涉及技術(shù)如下:

·視覺里程計VO;

·建圖,利用VO和深度圖;

·重定位,從已知地圖中識別當前的位置;

·閉環(huán)檢測,消除VO的閉環(huán)誤差;

·全局導(dǎo)航;

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·視覺避障;

·Scenetagging,識別房間中物體加上tag。

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簡單說來就是對機器人周邊的環(huán)境進行光學處理,先用攝像頭進行圖像信息采集,將采集的信息進行壓縮,然后將它反饋到一個由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計學方法構(gòu)成的學習子系統(tǒng),再由學習子系統(tǒng)將采集到的圖像信息和機器人的實際位置聯(lián)系起來,完成機器人的自主導(dǎo)航定位功能。

這種被稱為SLAM(SimultaneousLocalizationAndMapping)的方法,是移動機器人智能水平的最好體現(xiàn),是否具備同步建圖與定位的能力被普遍認為是機器人能否實現(xiàn)自主的關(guān)鍵前提條件。

目前常用的SLAM技術(shù)主要分為兩類,一類是基于視覺傳感器的VSLAM,另一類是基于激光傳感器的激光SLAM。

視覺SLAM專指利用攝像機、Kinect等深度像機來做室內(nèi)導(dǎo)航和探索;到目前為止,室內(nèi)的視覺SLAM仍處于研究階段,遠未到實際應(yīng)用的程度;而激光SLAM技術(shù)已較為成熟,也是目前最穩(wěn)定、可靠的高性能SLAM方式。

算法三:避障

導(dǎo)航解決的問題是引導(dǎo)機器人接近目標。當機器人沒有地圖的時候,接近目標的方法稱為視覺避障技術(shù)。避障算法解決的問題是根據(jù)視覺傳感器的數(shù)據(jù),對靜態(tài)障礙物、動態(tài)障礙物實現(xiàn)躲避,但仍維持向目標方向運動,實時自主導(dǎo)航。

避障算法有很多,傳統(tǒng)的導(dǎo)航避障方法如可視圖法、柵格法、自由空間法等算法對障礙物信息己知時的避障問題處理尚可,但當障礙信息未知或者障礙是可移動的時候,傳統(tǒng)的導(dǎo)航方法一般不能很好的解決避障問題或者根本不能避障。

而實際生活中,絕大多數(shù)的情況下,機器人所處的環(huán)境都是動態(tài)的、可變的、未知的,為了解決上述問題,人們引入了計算機和人工智能等領(lǐng)域的一些算法。

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同時得益于處理器計算能力的提高及傳感器技術(shù)的發(fā)展,在移動機器人的平臺上進行一些復(fù)雜算法的運算也變得輕松,由此產(chǎn)生了一系列智能避障方法,比較熱門的有:遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法等。

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