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基于改进ORB特征的遥操作工程机器人双目视觉定位
基于改进ORB特征的遥操作工程机器人双目视觉定位
摘要：随着机器人技术的快速发展，遥操作工程机器人在各个领域的应用越来越广泛。然而，遥操作机器人面临的一个重要问题是精确定位。本论文提出了一种改进ORB特征的双目视觉定位方法，通过使用ORB特征提取器和描述符，结合改进的匹配算法和滤波器来实现精确的定位。实验证明，该方法能够在遥操作机器人领域取得良好的定位效果。
1.引言
随着自动化和机器人技术的不断发展，遥操作工程机器人已经广泛应用于各个领域，如建筑、工程和危险环境等。对于这些机器人来说，精确的定位是完成任务的关键。传统的定位方法主要依赖于GPS或惯性导航系统，但在室内或复杂环境下，这些方法的精度受到限制。因此，基于双目视觉的定位方法成为解决这一问题的有效途径。
2.相关工作
双目视觉定位是通过机器人的两个摄像头获取到的图像信息进行定位计算。传统的双目视觉定位方法通常基于SIFT或SURF等特征来进行匹配。然而，由于这些方法在计算效率和鲁棒性方面存在一定的限制，因此在遥操作机器人中的应用还不太成熟。
3.方法
本文提出了一种改进ORB特征的双目视觉定位方法。ORB(OrientedFASTandRotatedBRIEF)特征是一种结合了FAST特征点检测器和BRIEF描述符的快速特征提取算法，具有高效率和高鲁棒性的特点。在双目视觉定位中，我们首先使用ORB特征提取器和描述符提取左右两个摄像头的图像特征。然后，通过改进的匹配算法对两个图像特征进行匹配。在该匹配算法中，我们引入了自适应阈值来过滤掉不可靠的匹配点。最后，将匹配点对通过滤波器进行融合，得到机器人的位置和姿态。
4.实验与结果分析
我们使用一个自主遥操作工程机器人进行实验。在室内环境下，我们设置了不同的姿态和位置，并进行了双目视觉定位实验。通过与传统的双目视觉定位方法进行对比，实验结果表明，改进ORB特征的双目视觉定位方法在精确性和鲁棒性方面都有较好的效果。我们还对不同的参数进行了敏感性分析，结果显示我们的方法对参数的影响较小。
5.结论与展望
本论文提出了一种改进ORB特征的双目视觉定位方法，并在自主遥操作工程机器人上进行了实验证明了该方法的有效性。然而，该方法仍然存在一些问题需要进一步研究，如对运动模糊和光照变化的鲁棒性等。未来的研究可以考虑引入深度学习和传感器融合等技术，进一步提高遥操作机器人的定位精度和鲁棒性。
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