ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2012
68
УДК 004.896:535.8
Е . А . Д е в я т е р и к о в , Б . Б
.
Ми х а й л о в
ВИЗУАЛЬНЫЙ ОДОМЕТР
Описан способ использования системы технического зрения для изме-
рения пройденного пути и углов поворота мобильного робота, осно-
ванный на измерении смещения особых точек пространства, инфор-
мация о которых получается из анализа последовательности изоб-
ражений.
E-mail:
retegor@mail.ru;
robot@bmstu.ru
.
Ключевые слова:
стереозрение, телекамера, система коорди-
нат, изображение рабочей зоны, особые точки на изображении,
ошибки измерения, измерение пути.
Для движения по траектории мобильному роботу необходима си-
стема определения его местоположения и ориентации в простран-
стве. В настоящее время для навигации широко используются энко-
деры, инерциальные системы, GPS и дальномеры. Однако использо-
вание перечисленных устройств имеет свои недостатки. Навигация с
помощью энкодеров (колесная одометрия) проблематична при дви-
жении по пересеченной местности, когда возникает проскальзывание
колес. Информация, получаемая от инерциальных измерительных
устройств, постоянно меняется и нуждается в периодической коррек-
ции. GPS-навигация неточна, требует установки дополнительного
оборудования, а также неприменима для работы в экстремальных
условиях (например, в подвале). Система на основе дальномеров
очень сложна. Она требует предварительного знания окружающей
обстановки, чтобы сравнивать расстояния до одного и того же объек-
та в разные моменты времени. Кроме того, дальномер имеет высокую
стоимость и нуждается в сложной системе обработки информации.
Метод визуальной одометрии основан на измерении смещения
особых (ключевых) точек пространства, координаты которых нахо-
дятся из анализа последовательности стереоизображений. Такая си-
стема нечувствительна к проскальзыванию колес и может работать в
недетерминированной, т. е. в заранее не подготовленной среде, пас-
сивна и универсальна как человеческое зрение. К тому же наличие
системы технического зрения позволяет параллельно решать множе-
ство сопряженных задач, таких как локализация и построение карты
пространства.
Алгоритм визуальной одометрии.
Изображения одного и того
же объекта, наблюдаемого двумя камерами, расположенными на опре-
деленном расстоянии друг от друга, отличаются. Сопоставляя эти два