Image-Based Visual Servoing zur autonomen Navigation einer mobilen Plattform (Image-Based Visual Servoing for Autonomous Navigation of a Mobile Platform)
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T. Lietmann
Abstract
Ein neuartiger visueller Regler zur autonomen, bildbasierten Navigation einer mobilen Plattform (Rollstuhl) wird vorgestellt. Ziel ist es, den Rollstuhl mittels Image-Based Visual Servoing in eine relative Lage bezüglich einer Landmarke zu navigieren, was allein durch Auswertung von Abweichungen im Kamerabild und ohne Bestimmung der Landmarkenposition in Weltkoordinaten geschieht. Dies wird mithilfe des in diesem Artikel vorgestellten 3D-Visual Servoing erreicht, das eine Erweiterung des herkömmlichen 2D-Visual Servoing darstellt, indem die Entfernung zwischen Kamera und Landmarke mit in die bildbasierte Regelung einbezogen wird. Der visuelle Regler wird dabei durch eine unterlagerte Trajektorienfolgeregelung unterstützt, welche die Fahrt der Plattform überwacht. Zusätzlich wird die Kamera drehbar auf einem Schwenk-Neige-Kopf gelagert, sodass die Landmarke während der Fahrt im Kamerabild gehalten werden kann.
Abstract
A new visual servoing controller based on the image-jacobian-matrix is proposed and used to navigate a mobile platform (wheelchair). This is done by only evaluating deviations in the camera's image and without using the position of the landmark in the world coordinate frame. The common 2D-visual servoing approach is extended to 3D-visual servoing by adding the distance between landmark and camera into the control scheme. Due to the non-holonomic constraints of the wheelchair the visual servoing has to be supported by an additional trajectory tracking control. Furthermore, a pan-tilt-head is used for turning the camera and keeping the landmark in the camera's field of view.
© 2003 Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH
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