【摘要】：视觉是绝大多数动物采取的导航手段,因为图像中含有丰富的空间信息。下面以人拿书的简单过程为例,介绍利用视觉信息导航完成既定任务的过程。根据目前的研究情况,本章对视觉方法获取载体姿态、位置、速度等导航参数的相关导航研究进行归纳和总结,如表8.1所示。表8.1全参数信息的视觉导航研究总结
视觉是绝大多数动物采取的导航手段,因为图像中含有丰富的空间信息。视觉也是一种自主的测量方式,在卫星导航受到干扰、遮挡而无法工作的情况下仍然可以发挥作用,在导航领域有很好的发展前景。下面以人拿书的简单过程为例,介绍利用视觉信息导航完成既定任务的过程。
图8.1所示为手从桌上拿书的动作过程,人的眼睛通过观察来确定人和书的位置,将这个信息输入大脑；然后由大脑判断手和书之间的距离(称为“偏差信号”),并根据其大小发出控制手臂移动的命令,人的眼睛观察到手的位置,将信号反馈给大脑,逐渐使手和书之间的距离缩小并最终拿到书。此外,还可以借助自主照相机、图像处理、计算机和机械系统的综合使用来模仿人拿书的过程,原理如图8.2所示。近年来,随着对视觉研究的逐渐深入以及半导体和计算机技术的发展,视觉信息正在被越来越多地应用到导航的实践中。视觉导航是一种利用可见光与不可见光成像技术进行导航的方法,它利用传感器来感知周围环境信息,主要涉及视觉图像预处理、目标提取、目标跟踪、距离测量、数据融合等技术。
图8.1 人拿书的视觉反馈导航系统方框图
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图8.2 仿生物视觉导航系统方框图
视觉导航系统一般由硬件和软件组成：硬件构成主要包括CCD摄像机、图像采集卡、PC和控制执行机构等；软件安装于导航计算机内部,主要包括图像处理系统和判断决策系统。根据目前的研究情况,本章对视觉方法获取载体姿态、位置、速度等导航参数的相关导航研究进行归纳和总结,如表8.1所示。
表8.1 全参数信息的视觉导航研究总结
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