具有立体视觉的球形机器人及其运动控制方法研究

项目名称： 具有立体视觉的球形机器人及其运动控制方法研究

项目编号： No.61305126

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 叶平

作者单位： 北京邮电大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 球形机器人在野外作业、反恐及灾难救援和社会服务等领域具有广阔的应用前景。但是目前球形机器人的运动控制存在控制精度不高、累计误差较大且抗干扰能力差等问题，已经成为阻碍其进一步应用和发展的关键问题，根本原因之一是，现有的球形机器人缺少外部测量传感器，其环境感知能力较弱，难以获得球形机器人准确的运动参数。本项目通过在球形机器人上搭建双目立体视觉，研究具有立体视觉的球形机器人运动参数估计和运动控制的新方法。具体研究内容和目标为：1）设计可搭载双目立体视觉的球形机器人机构；2）提出具有外部感知的球形机器人鲁棒运动参数估计方法；3）建立具有视觉反馈的球形机器人运动控制模型。本项目旨在利用立体视觉增强球形机器人的环境感知能力，实现具有外部感知的精确运动参数估计，从而提高球形机器人的运动控制精度。本项目的研究成果将为自主球形机器人的研究提供技术基础和理论支持，对推动球形机器人的发展具有重要意义。

中文关键词： 球形机器人；运动估计；运动控制；视觉定位；立体视觉

英文摘要： Spherical robots have wide applications in field operation,anti-terrorism, disaster rescue and social service. But the motion control of spherical robots has many drawbacks, such as low precision, large accumulated error,weak anti-interference capability and etc, which has become the key issue that hinders the development and application of spherical robots. One of the fundamental reasons is existing spherical robots usually lack exteroceptive sensors, such as laser range scanner, camera and etc, to sense their surroundings, making it hard to obtain precise motion parameters. This project will install a binocular stereo vision system on a spherical robot, and aim to study a new method for motion estimating and control of spherical robots with binocular stereo vision. The specific research contents and objectives of this project are: 1) Design a spherical robot that can equip a binocular stereo vision; 2) Propose a motion estimation method using binocular stereo vision for the designed robot; 3) Model the motion control with visual feedback of the designed robot. This project aims to enhance the capability of environment perception of spherical robots by using stereo vision, and implements the motion control strategy with external perception to improve the accuracy of the motion control of spherical robots. The

英文关键词： spherical robot；motion estimation；motion control；visual localization；stereo vision