15、基于视觉的移动机器人定位技术解析

基于视觉的移动机器人定位技术解析

在当今科技飞速发展的时代，移动机器人的定位技术显得尤为重要。本文将详细介绍基于视觉的移动机器人定位技术，包括道路标志定位系统、误差分析以及蒙特卡罗定位算法等内容。

1. 道路标志识别与定位系统

1.1 道路标志识别

利用特征向量，通过支持向量机（SVM）对模板图像进行训练，生成标准样本库。在实际应用中，对采集到的图像提取特征，然后与标准库中的样本进行比较，找到最合适的目标。经过多次实验，第一种道路标志的识别率在75%以上，第二种道路标志的识别率在80%以上，第三种道路标志的识别率在86%以上。

1.2 基于道路标志的定位系统原理

基于道路标志的定位系统原理是利用立体视觉系统测量道路标志在机器人坐标系中的三维坐标。假设已知道路标志的全局坐标，那么可以根据道路标志在机器人坐标系中的局部坐标和全局坐标系中的全局坐标，计算出机器人在全局坐标系中的全局坐标。

1.3 单地标定位系统

• 全局坐标系为 ((X_W, O_W, Y_W))，机器人的局部坐标系为 ((X_R, O_R, Y_R))。
• 道路标志中心点在全局坐标系中的坐标为 ((x_{LW}, y_{LW}, \theta_{LW}))，(\theta_W) 是道路标志方向 (X_L) 与全局坐标系方向 (X_W) 的夹角。
• 道路标志中心点在视觉测量中的局部坐标为 ((x_{LR}, y_{LR}, \theta_{LR}))。
• 机器人本体在全局坐标系中的坐标计算公式为：
  [
  \begin{bmatrix}