Метод виявлення наземних орієнтирів для навігації автономних мобільних роботів з використанням особливостей розподілу середньої інтенсивності кольорів

Abstract

Застосування відеокамер при навігації автономних мобільних роботів є один з можливих шляхів реалізації пасивних дистанційних методів виявлення наземних орієнтирів. Було запропоновано метод виявлення наземних орієнтирів при навігації автономних мобільних роботів, що ґрунтується на використані особливостей розподілу середньої інтенсивності кольорів в стовпцях матриці відеокамери автономного мобільного робота. Головна особливість розподілу проявляється в тому, що при появі в зоні огляду відеокамери стовпоподібного об'єкту як можливого орієнтиру в ньому з'являється стрибок або провал, амплітуда яких може служити в якості критерію виявлення орієнтиру. В роботі показано, що цю операцію можна ефективно виконати на основі аналізу матриці зображення, якщо колір орієнтиру істотно відрізняється від кольору фонового зображення. В інших випадках запропоновано використовувати усереднення інтенсивності червоного, зеленого та синього кольорів по стовпцям матриці відеокамери. Вказаний метод для підвищення ймовірності виявлення орієнтиру в широких умовах застосування відеокамери автономного мобільного роботу запропоновано в якості критерію виявлення застосовувати добуток модуля похідної від розподілу середніх кольорів в стовпцях матриці на модуль різниці зазначеного розподілу і його середнього значення по всім стовпцям.The use of video cameras in the navigation of autonomous mobile robots is one of the possible ways of implementing passive remote methods of detecting ground landmarks. A method for detecting ground landmarks during the navigation of autonomous mobile robots was proposed, which is based on the features of the distribution of average color intensity in the columns of the video camera matrix of the autonomous mobile robot. The main feature of the distribution is manifested in the fact that when a pillar-like object appears in the field of view of the video camera as a possible landmark, a jump or dip appears in it, the amplitude of which can serve as a criterion for landmark detection. The work shows that this operation can be effectively performed on the basis of the image matrix analysis, if the color of the landmark is significantly different from the color of the background image. In other cases, it is proposed to use the averaging of the intensity of red, green, and blue colors along the columns of the video camera matrix. The specified method to increase the probability of landmark detection in the broad conditions of application of a video camera of an autonomous mobile robot is proposed to use as a detection criterion the product of the modulus of the derivative of the distribution of average colors in the columns of the matrix by the modulus of the difference of the specified distribution and its average value across all columns.