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立体视觉技术的含义就是利用两个摄像机并模拟人类视觉功能来进行的一种视觉技术，它被广泛的应用在一些领域当中。立体视觉系统可以捕获在现场当中的信息，同时移动机器人进行导航时也会利用到这一系统。在移动机器人移动过程中，需要将一些技术进行共同结合。简言之，正是因为立体视觉技术、三维重建和路径规划这三种技术进行结合，才发挥了重要的作用。
一、立体视觉测量
移动机器人在进行前进时会使用立体视觉导航来为其进行指路。这些方法都比较成熟但是立体视觉在进行使用时需要对其进行计算，明确它的几何位置关系。首先我们可以从相关的图象当中来恢复出那些信息，在进行安装时，要求摄像机的光轴是平行安装的，要确定好它的焦距和宽度。在场景当中，如果得到了任何一个点的视差，就可以根据公式计算出光轴的方向和摄像机的光心距离。
二、导航路径规划
当移动机器人进行导航定位时需要为其规划路径。我们主要选择了人工势场法来进行规划，根据引力势和斥力势的和作用，就是机器人的所在位置。引力势的含义就是目标点对机器人的吸引力，障碍物对机器人的排斥就是斥力势。另外在这一作用效果之下的负梯度方向就是机器人系统抽象力的方向。这种抽象力的作用就是可以让机器人顺利的前进，避免撞到障碍物。如果我们遇到了多个障碍物，就需要考虑势场的叠加性，这样就可以获取斥力势常
三、导航实验研究
3.1实验环境
我们开展了相关的实验来验证立体视觉、三维重建和路径规划等这些方法所取得的作用。首先我们的实验就是在实验室进行，没有一个特殊的实验环境。在实验室的环境当中，它的地面是由水磨石地板砖铺建而成，地面的后半段会受到阳光的照射。在实验室当中还设置了三个障碍物。离机器人比较近的是一个硬纸板的斜面，第二个是一本书，第三是一包揽线。在进行实验时，我们最重要的硬件就是一个移动机器人，它可以全方位的进行移动，由专业的研究所和研究人员来进行研制。根据的相关实验我们可以看出，移动机器人有四个车轮，车轮的结构是由专门的车轮构建而成，运动精度高并且机构也比较简洁。在这个机器人当中，它的车轮都可以进行转向，并且还能够推动机器人前进，它的结构是集成的，转向灵活，精度也很高。在车轮的边缘还设置了格纹，这样可以增加摩擦力，避免在地面打滑出现事故。四个车轮都是驱动轮，可以推动机器人向前前进。另外每个轮子还有两个电机，一个电机是为了控制机器人的转向，另一个是使得其可以进行直线的行走。步机电机选用的是一种两相混合式的电机，它精度很高，并且还具有很大的力矩。在进行实验时，全方位机器人应用了立体视觉系统，这一个系统，它是一个传感器，有两个摄像机会平行地放置在机器人上并对其进行固定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样当机器人在进行前进时，摄像机就可以对周围环境采集，还会利用相关的数据线来传输到计算机上，这样可以让机器人较快的进行前进。主控计算机主要是用来处理收集到的相关信息，并且还会通过三维重建的技术，恢复出前方的关于障碍物的信息，然后再利用路径规划的技术来对车体进行一定的控制，来帮助其前进。另外，在进行实验时，相关的系统还包括数据线，电源线以及机器人的电源等。为了使得移动机器人可以圆满的完成这次的导航任务，我们会对其应用立体视觉，三维重建和路径规划等等这些技术，并把它们集成在一个平台之下。
3.2实验过程
为了使得我们能够方便地描述这些结果，首先我们会把真实的场景进行简化，并且在实验时还会考虑到车体的大小，以及周围设备等的影响，要设置好机器人的初始位置，这也是任务的开始。然后为机器人制定一个路线，使其按照这一路线来进行行进。如果在这一场景当中没有任何障碍物，机器人就会直线前进，在实验当中，我们在这一段距离之间加入了几个障碍物，并且还不了解障碍物的相关信息，因此机器人就需要根据立体视觉和三维重建的方法来获取这些障碍物，并且要根据获取到的信息来生成一个最佳的路径，这边是机器人前进的路径。然而立体视觉只能是收集视差的相关信息。它和景物当中的真实信息之间是存在很大的差距的，因此我们需要想办法恢复出它真实的三维信息，因此当获得障碍物的信息之后，还必须要对其进行路径的规划，这样才能够使得机器人顺利的前进。在进行实验时，当机器人开始移动时，要对立体视觉系统进行实时的处理，这样可以获取到障碍物的相关信息，如果发现了障碍物，要对其进行路径的规划。另外还要利用专门的方法来对图像进行校正，在处理的过程中要尽量使得其平衡。在进行三维重建的这一阶段，会利用到平面投影的办法，因为在这一阶段的障碍物，它都比较规则。使用这一办法可以提高它的准确度，并且时间也很快。但是，根据重建的结果可以看出它们之间的长度之间具有很大的差距。这是因为在实验室时会受到周围环境的影响，为了获得一个良好的视差图像，我们在进行匹配时应用了大窗口，这样它们就会与真实的图像之间存在一定的差距，在进行重建时会获取相关的信息，根据得到的信息来为机器人进行一次规划，这样就可以使得机器人前进。
四、结束语
本文对移动机器人的立体视觉导航进行了详细的分析，并且还进行了相关的实验，这样根据实践结果，我们可以得出应该在移动机器人当中进行立体视觉，这样可以为机器人的前进提供便利，为其进行导航。
参考文献
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[2]唐文秀,刘萍洋,赵偲宇,梁小伟.基于立体视觉测量的移动机器人导航技术研究[J].森林工程,2018,29(06):102-105+119.
论文作者:潘瑾瑜 赵鑫皓 娄安东
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
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