C omputer Engineering and Applications 计算机工程与应用
2015，51（4）
1 引言
近年来随着计算机、模式识别等各方面技术的发
展，机器人研究逐渐从固定模式作业向人工智能自主作
业方向发展，而基于视觉传感器
[1]
的自主移动机器人
[2]
越来越成为研究的热点。
障碍物检测是移动机器人导航
[3]
中分析环境信息的
重要环节之一。通常有许多传感器
[4]
可以用来检测障碍
物，如声纳、红外、激光测距以及计算机视觉等。其中视
觉传感器是机器人获取周围环境信息相对直观、高效的
手段；视觉传感器与声纳、雷达等传统传感器
[5-6]
结合使
用能使机器人更加稳定、快速地获取周围环境信息。
本文不进行背景环境简单化、光照均匀等理想化的
假设，提出一种自然环境下自主移动机器人室内避障导
航的障碍物检测算法。在自然环境中，路面、背景和障
碍物等物体都有自己的色彩信息，根据先验知识通常认
为图像下方中心区域大部分为路面，而交界处色彩会存
基金项目：山东省机器人与制造自动化技术重点实验室开放课题基金（No.2011-001）；国家自然科学基金（No.61273277）；山东省
自然科学基金（No.ZR2011FM032）；教育部留学回国人员科研启动基金资助项目（No.20101174）。
作者简介：王天涛（1988—），男，硕士研究生，主研方向：模式识别与图像处理；赵永国，博士，副研究员；常发亮，通讯作者，教授，
博士生导师。E-mail：flcha ng@sdu.edu.cn
收稿日期：2013-04-16 修回日期：2013-06-07 文章编号：1002-8331（2015）04-0180-04
CNKI 网络优先出版：2013-07-26, http://www.cnki.net/ kcms/detail/11.2127.TP.20130726.1826. 003.html
基于视觉传感器的障碍物检测
王天涛
1
，赵永国
2
，常发亮
1
WANG Tiantao
1
, ZHAO Yongg uo
2
, CHANG Faliang
1
1.山东大学 山东省机器人与制造自动化技术重点实验室，济南 250061
2.山东省科学院自动化研究所，山东省机器人与制造自动化技术重点实验室，济南 250061
1.Shandong Provincial Key Laboratory of Robot and Manufacturing Automation Techno logy, Shandong University, Jinan
250061, China
2.Shandong Provincial Key Laboratory of Robot an d Manufacturing Aut omation Technology, In stitute of Automation,
Shandong Academy of Sciences, Jina n 250061, China
WANG Tiantao, ZHAO Yongguo, CHANG Faliang. Obstacle detection based on vision sensor. Computer Engineering
and Applications, 2015, 51（4）：180-183.
Abstract：To solve real-time and accuracy problems of mobile robot obstacl e detection based on binocul ar vision, a new
obstacle detection method for complicated indoor backg round is proposed. The influence of non-homogeneous ill umi nation
is removed via Retinex image enhancement operation; The seed filling is used to implement segmentat ion of road face,
bac kground and obstacle; The contour and position information of obstacle is obtained after binaryzation, and edge dete ction.
The test result on AS-RE robot shows that the new obstacle detection method is viable, and the automatic obstacle avoiding
function is well realized stab ly.
Key words：binocular vision; aut omatic obstacle avoiding; image processing; shadow elimination; obstacle e xtr action
摘 要：针对移动机器人双目视觉障碍物检测的实时性和准确性两大难题，提出了一种适用于室内复杂背景的障碍
物检测方法。通过 Retinex 图像增强操作消除环境光照不均匀的影响；运用扫描线种子填充算法分割图像中的路
面、背景和障碍物；通过二值化处理、边缘检测提取障碍物的轮廓信息和位置信息。在 AS-RE 轮式机器人平台上进
行实验，实验结果表明，机器人能够在室内环境中稳定地实现自主避障功能，验证了提出的双目视觉障碍物检测算
法的可行性。
关键词：双目视觉；自主避障；图像处理；阴影消除；障碍物提取
文献标志码：A 中图分类号：TP391 doi：10.3778/j.iss n.1002-8331.1304-0239
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