城市环境中移动机器人姿态估计方法（英文）  

Orientation Estimation Method for Mobile Robot in Urban Area

作　　者：李海丰[1] 王鸿鹏[2] 刘景泰[2] 

机构地区：[1]中国民航大学计算机科学与技术学院,天津300300 [2]南开大学机器人与信息自动化研究所,天津300071

出　　处：《控制工程》2013年第6期1045-1051,共7页Control Engineering of China

基　　金：国家自然科学基金(60905061);中央高校基本科研业务费(ZXH2013N003);中国民航大学科研启动基金(2012QD23x)

摘　　要：为了提高移动机器人的自主导航能力,提出一种基于视觉的用于城市环境中移动机器人姿态估计的优化方法。该方法利用单视图中的竖直消失点以及两视图中匹配的水平消失点完成估计。为了准确地提取消失点,设计了一种误差识别的消失点估计方法以获得具有最小方差的估计结果。通过分析消失点估计过程中的误差传递,将消失点的最小方差估计问题转化为一个凸优化问题。然后,利用垂直判据检查所有提取的候选水平消失点,并对两视图中的水平消失点进行匹配。物理实验表明,该算法能够快速、准确地估计出移动机器人的姿态。Abstract ： To improve the selfnavigation ability of mobile robots, an optimal robot orientation estima tion method in urban areas is proposed. This method is based on the vertical vanishing point in one view and the horizontal vanishing point correspondences across two views. To obtain an optimal estimation re sult, an erroraware vanishing point estimation method is developed, leading to a minimum variance so lution. By analyzing the error propagation in computing vanishing point, we convert the minimum vari ance estimation problem to a convex optimization problem, which is well studied in operations research. An orthogonality check is proposed for each candidate horizontal vanishing point. Then, a vanishing point matching method is developed to find the correspondences. Some physical experiments are carried out to validate the accuracy and timeefficiency of our method.

关 键 词：姿态估计 城市环境 消失点 凸优化 

分 类 号：TP24[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]