移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航算法的研究與設(shè)計(jì)的中期報(bào)告摘要：本文研究移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航算法，通過(guò)對(duì)自主導(dǎo)航系統(tǒng)的分析，提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人導(dǎo)航算法方案，并構(gòu)建了相應(yīng)的系統(tǒng)模型。在對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行建立和分析的基礎(chǔ)上，本文在前期工作的基礎(chǔ)上深入探討了機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了基于單目視覺(jué)的機(jī)器人導(dǎo)航算法和基于激光雷達(dá)的機(jī)器人導(dǎo)航算法。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩種算法的有效性。關(guān)鍵詞：移動(dòng)機(jī)器人；視覺(jué)導(dǎo)航算法；自主導(dǎo)航系統(tǒng)；機(jī)器視覺(jué)技術(shù)；激光雷達(dá)一、研究背景移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)是機(jī)器人研究和應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。在實(shí)際應(yīng)用中，移動(dòng)機(jī)器人需要能夠在復(fù)雜環(huán)境中自主導(dǎo)航，完成任務(wù)。目前，常用的導(dǎo)航技術(shù)有慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、激光雷達(dá)導(dǎo)航等。但這些技術(shù)都有其局限性和缺陷。因此，如何通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航成為了一個(gè)熱門(mén)的研究方向。二、算法設(shè)計(jì)（一）單目視覺(jué)導(dǎo)航單目視覺(jué)導(dǎo)航是指通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，利用單目攝像頭獲取圖像并進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航的一種方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是成本低、易于實(shí)現(xiàn)，但由于單目攝像頭信息的缺失，導(dǎo)致其在定位方面準(zhǔn)確性不高。該方法的基本流程如下：1.獲取圖像：系統(tǒng)中的單目攝像頭獲取移動(dòng)機(jī)器人所在環(huán)境的視野圖像。2.處理圖像：利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理，提取出圖像中有用的信息和特征，包括線(xiàn)段、角點(diǎn)等。3.生成地圖：利用提取出的特征信息，生成機(jī)器人所在環(huán)境的地圖。這里所生成的地圖僅是一個(gè)模型，可以表示為圖的形式。4.機(jī)器人定位：通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法，將機(jī)器人實(shí)時(shí)獲取的視野圖像與生成的地圖進(jìn)行匹配，從而確定機(jī)器人的精確位置。5.機(jī)器人導(dǎo)航：在機(jī)器人的定位數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，利用導(dǎo)航算法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，完成機(jī)器人的導(dǎo)航任務(wù)。（二）激光雷達(dá)導(dǎo)航激光雷達(dá)導(dǎo)航是指利用激光雷達(dá)掃描環(huán)境，利用掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行建圖、定位和導(dǎo)航的一種方法。該方法準(zhǔn)確性高，但成本相對(duì)較高。該方法的基本流程如下：1.激光雷達(dá)掃描：機(jī)器人搭載的激光雷達(dá)掃描獲取移動(dòng)機(jī)器人所在環(huán)境的數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)處理：對(duì)激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出環(huán)境中的物體信息，并構(gòu)建激光雷達(dá)所掃描到的環(huán)境的地圖。3.機(jī)器人定位：通過(guò)激光雷達(dá)掃描建立的地圖，利用概率算法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行定位。4.機(jī)器人導(dǎo)航：在機(jī)器人的定位數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，利用導(dǎo)航算法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，完成機(jī)器人的導(dǎo)航任務(wù)。三、實(shí)驗(yàn)與結(jié)果基于機(jī)器視覺(jué)和激光雷達(dá)的導(dǎo)航算法在實(shí)驗(yàn)中均獲得了良好的效果，能夠成功地完成機(jī)器人的導(dǎo)航任務(wù)。其中，基于激光雷達(dá)的算法的精度要比基于機(jī)器視覺(jué)的算法高，但成本也較高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于機(jī)器視覺(jué)和激光雷達(dá)的導(dǎo)航算法均能夠有效地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。四、結(jié)論本文針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航問(wèn)題，提出了基于機(jī)器視覺(jué)