科学研究

1、应用领域:

   本成果属于计算机视觉定位、移动机器人导航等技术领域,涉及一种视觉定位与导航方法,更具体地,涉及一种基于ArUco码的视觉定位与导航方法,可用于室内环境下服务机器人、无人机、AGV等智能移动设备的自主定位与导航。

2、成果简介:

   本成果所研究的内容是基于ArUco码的AGV视觉定位与导航,主要研究如何利用相机和二维码实现移动机器人在三维空间中的实时定位与导航。本成果以AGV为实验平台,在做好理论与软件方面的工作后,已在AGV上完成了初步实验,效果理想。下面简单介绍本成果的实现方法:

   本成果与传统基于二维码的视觉定位导航方法不同,其实现方法在于:

   (1)通过在室内环境下任意张贴ArUco基准标识码,用视觉建图的方法构建出二维码在三维空间中的分布图,同时确定一个参考二维码坐标系作为世界坐标系,并得到所有二维码角点在世界坐标系下的三维坐标。

   (2)根据室内所有二维码的分布图,机器人携带相机在看到任意一张二维码时便可估计出机器人当前在室内参考坐标系下的三维坐标与姿态。

   (3)根据室内真实的物理环境,在有效规避障碍的前提下,利用计算机自动生成一条基于参考世界坐标系的三维路径。

   (4)根据机器人的实时位姿数据和预先设计的路径数据,计算机器人当前位姿与目标位置的偏差,使其沿着预设路径到达目标点。

   本成果与传统基于二维码的视觉定位与导航方法相比,其优势在于:

   (1)二维码粘贴随意,不需要人工测量和精确铺设,唯一要求是尽量保证二维码表面平整。

   (2)导航路径灵活,在有效规避障碍的前提下可规划任意曲线,且变更路径时不需对二维码做任何改变。

   (3)该方法不仅适用于地面移动机器人的定位与导航,对于无人机等空间移动设备同样适用。

3、经济效益与应用前景分析:

   本成果相比传统基于二维码的视觉定位与导航方法具有上述三点明显优势,故可大幅度降低人工成本,拓宽应用场景,极大提升经济效益。

   在当前视觉SLAM技术尚未成熟的背景下,激光SLAM与其他传统导航方式具有成本高昂、不灵活等诸多缺陷,本成果所提出的方法利用价格低廉的相机作为主要传感器,可实时精确获取移动机器人的三维空间坐标和姿态。该方法不仅成本较低,而且方便灵活、精准可靠,具有广泛的应用前景,适用于AR/VRAGV、无人机、服务机器人等领域。


联系人: 王海霞副教授

单位:山东科技大学

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