以模式比對技術作陸上自動車室內導航

Abstract

本論文利用室內走道現有的踢腳 (牆與地面的交線) 作為自動車導航的模式並以模式 比對技術進行自動車在室內走道的導航。在自動車行進當中，它首先用攝影機拍取車 輛前方的踢腳，利用影像處理的技巧將影像中位於踢腳上的點求出，之後再對這些點 進行反透視轉換以求得位于地面的輸入圖形。其次，由系統自預先以手量方式建立的 模式中擷取預期圖形並與輸入圖形進行比對以決定自動車的位置，模式比對是採用一 種推廣形式的廣義赫佛轉換來完成。由於輸入圖形和預期圖形均為二維空間圖形，因 此模式比對可在短時間內計算完成，使自動車的航行速度不至於太慢。自動車定位完 成後，系統便可依其相對於道路中心線的偏距及偏向計算前輪應轉的角度，使其沿道 路的中心線前進。各種可能的偏距偏向以及對應的車輪轉角均事先計算完畢並建成表 格以供航行中查詢之用。在轉彎處我們也設計了以模式比對轉彎和盲目轉彎兩種方式 來行進。此外我們還提出一個新攝影機校正的方法，利用室內的踢腳作為校正標的。 由三條兩兩互相垂直的踢腳及其在影像平面的投影我們可以精確的求出所要的六個照 相機參數。以上攝影機校正，前輪控制，模式比對導航等理論經應用於導航一輛真實 的自動車，其速度可達9 公分/ 秒，許多次實驗證實此理論確實可行。