基于视觉的地下矿用车辆自定位方法-农业机械学报.PDFVIP

２０１２年 １月 农 业 机 械 学 报 第 ４３卷 第 １期 ＤＯＩ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１２．０１．００５ 基于视觉的地下矿用车辆自定位方法 孟　宇　刘　立　马　飞　甘　男　付贤杰 （北京科技大学机械工程学院，北京 １０００８３） 　　【摘要】　提出一种用于地下矿用车辆自定位的视觉路标定位法，在模拟巷道中摆放多个人工路标，通过车载 视觉传感器寻找并识别路标，采用视觉测距方法计算车辆与路标之间的距离，最后依据三角定位原理推算出车辆 所在位置。人工路标采用一维条码中密度较高的交叉 ２５码编码，每个路标的视觉特征明显并且其编码在数据库 中均有唯一的位置数据与之对应。视觉测距采用针孔成像模型，根据路标编码区实际高度与图像中编码高度的比 例关系计算车辆到路标的距离。实验结果证明，提出的定位方法定位频率大于 ５Ｈｚ，横、纵向定位误差分别小于 １１０ｍｍ和 １５０ｍｍ，基本能够达到车辆自主行驶的定位要求。 关键词：矿用车辆　自主定位　路标识别　条形码 ＋ 中图分类号：ＴＰ２９；ＴＰ２４２６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１２）０１００２２０６ ＶｉｓｉｏｎｂａｓｅｄＳｅｌｆｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ＭｉｎｉｎｇＶｅｈｉｃｌｅ ＭｅｎｇＹｕ　ＬｉｕＬｉ　ＭａＦｅｉ　ＧａｎＮａｎ　ＦｕＸｉａｎｊｉｅ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｖｉｓｉｏｎｂａｓｅｄｓｅｌｆｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅｂｙｕｓｉｎｇ ｌａｎｄｍａｒｋｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｓｅｖｅｒａｌａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌａｎｄｍａｒｋｓｗｅｒｅｌｏｃａｔｅｄｉｎａｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｕｎｎｅｌ，ａｎｄｔｈｅｎａｖｉｓｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒｉｎｖｅｈｉｃｌｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｆｉｎｄａｎｄｒｅｃｏｇｎｉｚｅｔｈｅｍ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅａｎｄｔｈｅ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄｌａｎｄｍａｒｋｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙａｖｉｓｕａｌｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅｗａｓｃｏｍｐｕｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎｆｉｎａｌｌｙ．Ｉｎｔｈｉｓｓｅｌｆｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｌａｎｄｍａｒｋｓｗｅｒｅ ｅｎｃｏｄｅｄｂｙｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ２ｏｆ５，ａｔｙｐｅｏｆ１Ｄｂａｒｃｏｄｅｗｉｔｈｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙ．Ｅａｃｈｌａｎｄｍａｒｋｈａｓｏｂｖｉｏｕｓ ｖｉｓｕａｌｆｅａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｒｅｉｓａｕｎｉｑｕｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｌｏｃａｔｉｏｎｄａｔａｔｏｉｔｉｎｔｈｅｌａｎｄｍａｒｋｄａｔａｂａｓｅ．Ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎａｌａｎｄｍａｒｋａｎｄｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｃｏｄｉｎｇａｒｅａ’ｓａｃｔｕａｌ ｈｅｉｇｈｔｔｏｉｔｓｈｅｉｇｈｔｉｎｔｈｅｉｍａｇｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｉｎｈｏｌｅｉｍａｇｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔｔｈｅｓｅｌｆｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｕｇｇｅｓｔｅｄａｌｍｏｓｔｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｄｒｉｖｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅ ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓ