СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ МОБИЛЬНОГО РОБОТА

СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ МОБИЛЬНОГО РОБОТА

Юдин Д.А.
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова), инженер, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46, тел.: +7(920)200-73-95, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Проценко В.В.
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова), студент, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46, тел.: +7(4722)30-99-01, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Постольский Г.Г.
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова), аспирант, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46, тел.: +7(4722)30-99-01, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Кижук А.С.
Д.т.н., Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова), профессор, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46, тел.: +7(4722)23-05-09, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Магергут В.З.
Д.т.н., Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова), зам. директора института по научной работе, профессор, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46, тел.: +7(960)625-44-78, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


Аннотация
При разработке автономных мобильных роботов важной задачей является их автоматическое ориентирование, позиционирование и навигация относительно известной и особенно, неизвестной сцены наблюдения.
Разработана система технического зрения (СТЗ), которая на основе изображения от видеокамеры с поворотно-наклонным механизмом выделяет искусственные ориентиры и позволяет вычислить отклонение движения робота от заданного курса с учетом найденных ориентиров. В качестве искусственных ориентиров выступают линии, ограничивающие трассу робота, и метки в виде двухмерных штриховых кодов. При наличии модели пространства с искусственными ориентирами СТЗ позволяет установить позицию и ориентацию мобильного робота. СТЗ представляет собой программно-аппаратный комплекс, который включает в себя одну видеокамеруc поворотно-наклонным механизмоми бортовой компьютер, на котором реализовано программное обеспечение (ПО), позволяющее осуществлять поиск искусственных ориентиров в окружающем пространстве и выделять их на изображении. ПО обеспечивает также управление приводом колес робота с целью устранить вычисленное отклонение от курса, полученного на основе информации об искусственных ориентирах.
Для обнаружения искусственных ориентиров в виде двухмерных штриховых кодов применен алгоритм, основанный на анализе яркостных характеристик поперечных сечений изображения. Примененный алгоритм распознавания ориентира-линии основан на операции порогового преобразования изображения, морфологическом расширении и преобразовании Хафа.
Предлагаемая СТЗ испытана на мобильном роботе с дифференциальным приводомна кафедре «Техническая кибернетика» БГТУ им. В.Г. Шухова, в качестве целевых объектов выступали специальные визуальные метки.
Предлагаемая система технического зрения для автоматического ориентирования и позиционирования робота отличается экономичностью и может быть применена в составе систем управления складскими робокарами, роботами сферы обслуживания и обеспечения безопасности, мобильными роботами, работающими в агрессивных и опасных для здоровья человека средах.
Работа выполнена в рамках гранта РФФИ № 12-07-97526-р_центр_а «Информационно-вычислительные интеллектуальные системы управления роботизированных транспортных средств для решения логистических задач промышленных и агропромышленных производств», государственного задания Минобрнауки РФ № 01201256918.

Ключевые слова
Робот, зрение, перемещение, объект, методика, навигация.

Год 2014   Номер выпуска 1   Сквозной номер 2   Страницы 70-75

Индекс УДК: 004.93:629.051:621.865.8-5

Полный текст статьи (pdf)

 

 

Адрес редакции:  Россия, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 21   Тел.: +7(812) 552-13-25 e-mail: zheleznyakov@rtc.ru