自主视觉导航方法综述

第２８卷第２期２０１０年３月

吉林大学学报（信息科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）

Ｖ０１．２８Ｎｏ．２

Ｍａｌ＂．２０１０

文章编号：１６７１－５８９６（２０１０）０２－０１５８－０８

自主视觉导航方法综述

黄显林，姜肖楠，卢鸿谦，李明明

（哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心，哈尔滨１５０００１）

摘要：为深入研究视觉导航方法，对自主视觉导航方法进行了综述。阐述了视觉导航方法的分类方式，并按照视觉导航系统对地图的依赖性进行分类（即基于地图的视觉导航、地图生成型视觉导航和无地图型视觉导航），对视觉导航的发展进行综述；给出了视觉组合导航系统的发展现状。对近年视觉导航领域文献的分析表明，视觉导航的研究热点在向智能化和多传感器融合方向延伸。

关键词：计算机视觉；视觉导航；自主导航

中图分类号：ＴＰ３９１．４文献标识码：Ａ

ＳｕｒｖｅｙｏｆＶｉｓｉｏｎｆｏｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＮａｖｉｇａｔｉｏｎ

ＨＵＡＮＧＸｉａｎ—ｌｉｎ，ＪＩＡＮＧＸｉａｏ—ｎａｎ，ＬＵＨｏｎｇ－ｑｉａｎ，ＬＩＭｉｎｇ—ｍｉｎｇ

（ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＣｏｎｔｒｏｌＴｈｅｏｒｙａｎｄＧｕｉｄａｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｍｍａｒｙｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｖｉｓｕａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｗｏｕｌｄｂｅｎｅｆｉｔｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｖｉｓｕａｌ

ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ

ｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏ—ｄｕｃｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｐ—ｂａｓｅｄｖｉｓｕａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓ，ｍａｐ—ｂｕｉｌｄｉｎｇｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓａｎｄｍａｐｌｅｓｓｎａｖｉｇａ－

ｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｎａｒｅｖｉｅｗｏｆ

ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｖｉｓｉｏｎｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｃｅｎｔｗｏｒｋｓｏｎｔｈｅｖｉｓｕａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ

ｔｈｅｈｏｔｓｐｏｔｏｆｖｉｓｕａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｈａｄｅｘｔｅｎｄｅｄｔｏｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅａｎｄｍｕｌｔｉ—ｓｅｎｓｏｒｆｕｓｉｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎ；ｖｉｓｕａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎ；ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｎａｖｉｇａｔｉｏｎ

引言

最近３０年，视觉导航方法由于其自主性、廉价性和可靠性成为导航策略领域的研究热点。早期的视觉导航解决方案是为自主地面机器人研发的，而近年来，视觉导航系统在无人飞行器（ＵＡＶ：Ｕｎ—ｍａｎｎｅｄＡｉｒＶｅｈｉｃｌｅｓ）、深空探测器和水下机器人上获得了广泛应用，并进一步刺激了基于视觉的组合导航算法研究。在国内，随着多型号ＵＡＶ的研发和月球探测二、三期工程的展开，视觉导航方法的研究进展迅速。

１视觉导航方法的分类

视觉导航处于多学科的交叉领域，研究范围涉及光学、图像、模式识别、电子和导航等多个学科，视觉导航的分类方式也因此变得多样化。

视觉导航按照传感器类型可分为被动视觉导航和主动视觉导航。被动视觉导航是依赖于可见光和不可见光成像技术的方法，ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）相机作为被动成像的典型传感器，广泛应用于收稿日期：２０１０－０１－０５

基金项目：国家自然科学基金重点资助项日（６０５３５０１０）

作者简介：黄显林（１９５６一），男，山东蓬莱人，哈尔滨１二业大学博士牛导师，主要从事组合导航、复杂系统控制研究，（Ｔｅｌ）８６－４５１－８６４０２２０４－８８８８（Ｅ－ｍａｉｌ）ｘｌｉｎｈｕａｎｇ＠ｈｏｐｅ．ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｏｎ；通讯作者：姜肖楠（１９８ｌ一），男，吉林省占．林市人，哈

尔滨工业大学博上研究生，主要从事视觉导航研究，（Ｔｅｌ）８６－４５１－８６４０２２０４－８６６６（Ｅ－ｍａｉｌ）ｊｘｎｈｉｔ＠ｇｎｍｉｉ．ｃｏｒｎ。

万方数据