Метод распознанвания бинарных изображений дорожных сцен в системе управления движением автономного транспортного робота

• Автор: Климонтович, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1 Обзор состояния проблемы и постановка задачи

1.1 Обзор состояния проблемы.

1.2 Оъект и система управления..

1.3 Постановка задачи

2 Анализ и описание дорожных сцен

2.1 Геометрия перспективного преобразования

2.2 Предположение о плоском характере дороги.

2.3 Общая схема анализа изображения дорожной сиены . .

2.1 Построение контура области дороги

2.5 Аппроксимация границ дороги ломаной
2.6 Перевод контура дороги в подстилающую плоскость .
2.7 Построение паросочетания графа дорожной сцены . .
2.8 Построение фрейма дорожной сцены .
2.9 Анализ последовательности кадров.
2. Вычисление коэффициента достоверности
2. Определение основного участка дороги.
3 Управление движением по дороге
3.1 Принципы построения нечетких регуляторов.
3.2 Управление курсом робота.
3.3 Управление скоростью робота.
3.4 Организация поворотов на перекрестках
4 Программная реализация и экспериментальное исследование алгоритмов анализа изображений дорожных
сцен и управления движением по дороге
4.1 Программная реализация .
4.2 Комплексная модель управляемого движения робота
по дороге.
4.3 Экспериментальное исследование алгоритмов анализа изображений дорожных сцен и управления движением
на комплексной модели.
4.4 Результаты натурных экспериментов .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература


В рамках этого проекта работают две исследовательские группы в Университете Карнеги-Мел лона (Институт робототехники и лаборатория мобильных роботов), лаборатория в Университете штата Мэриленд и лаборатория Martin Marietta Denver Aerospace. Корпорация FMC развивает проект, предусматривающий создание транспортного средства для работы как в телеуправляемом, так и в автономном режимах. Проект ориентирован на военные применения и реализуется на бронетранспортере МПЗ. По заказу НАСА разрабатываются несколько проектов автономных роботов для исследования планет. Среди них есть как колесные, так и шагающие аппараты. В Европе осуществляются проекты ESPRIT и Eureka Information Technology, нацеленные на создание автономных роботов для работы в опасных и неблагоприятных средах. В Японии с г. Advanced Robot Technology Program, в рамках которой должны быть созданы автономные и телеуправляемые роботы для обслуживания атомных электростанций, подводных работ, работы в зонах аварий и стихийных бедствий и для борьбы с пожарами. В г. Help Mate в г. В Германии работы по созданию мобильных роботов ведутся в Университете г. Карлсруэ и в Мюнхенском Университете бундесвера. Во Франции разрабатывается программа DARDS по созданию автономного и телеуправляемого робота для военных применений. Работы по техническому зрению для мобильных роботов ведутся также в следующих лабораториях и университетах: Advanced Decision Systems, General Electric, Honeywell Research Center, Колумбийский Университет, Массачусетский Технологический Институт, Массачусетский Университет в Армхерсте, Рочестерский Университет, Калифорнийский Университет, Университет в Санта-Барбара. В декабре г. Амстердаме была проведена 1-ая Международная конференция по автономным системам. В декабре г. Международная конференция по автономным системам. За время, прошедшее между двумя конференциями, был отмечен значительный прогресс в развитии автономных мобильных роботов. Появились новые области их потенциального применения, например, роботы для работы в космическом пространстве, в сельском хозяйстве. С точки зрения планирования движения задачи, возникающие при управлении автономным мобильным роботом, могут быть разбиты на три уровня. На верхнем (стратегическом) уровне система управления планирует маршрут движения, используя априорную карту местности. Сформированное на этом уровне маршрутное задание представляет собой последовательность действий, которые должен выполнить робот, и сведений о местности, необходимых для реализации этих действий. А заданное расстояние, затем обнаружить перекресток, повернуть направо и проехать еще некоторое расстояние. На среднем (тактическом) уровне планируются действия, необходимые для реализации текущего фрагмента маршрутного задания. При этом для восприятия внешней среды используется система технического зрения, которая в разных ситуациях может основываться на разных датчиках. Например, при движении по дороге включается телекамера, а при движении по пересеченной местности — сканирующий лазерный дальномер. Система технического зрения строит модель внешней среды, служащую для планирования действий в локальной зоне видимости робота. Эти действия обеспечивают решение таких тактических задач как объезд препятствий, обеспечение движения по середине дороги, выполнение поворота на перекрестке и т. Для этого нижнему уровню управления посылаются такие макрокоманды, как "обеспечить определенную скорость движения", выполнить поворот на заданный угол”, "включить поворот с заданной угловой скоростью". На нижнем уровне планируются непосредственно команды управления исполнительными механизмами — переключением передач, рейкой топливного насоса, включением и выключением тормозов, и т. Движение в реальной среде предъявляет жесткие требования к системе управления. Для обеспечения непрерывного движения робот должен принимать решения в реальном времени, т. Движение робота на местности предполагает значительное удаление от стационарного управляющего центра, поэтому одним из основных требований является реализация управляющих программ на бортовом вычислительном комплексе.