没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于RGB-DSLAM的视觉定位与路径规划方法研究1
需积分: 0 2 下载量 168 浏览量
2022-08-03
22:16:02
上传
评论
收藏 6.76MB PDF 举报
温馨提示
试读
87页
第1章绪论11.1 课题研究背景与研究意义 11.2 国内外研究分析 21.2.1 国外研究综述
资源推荐
资源详情
资源评论
硕士学位论文
基于RGB-D SLAM的视觉定位与路径规划
方法研究
VISUAL LOCATION AND PATH PLANNING
BASED ON RGB-D SLAM
姜珊
哈尔滨工业大学
2017年6月
万方数据
国内图书分类号:TP249 学校代码:10213
国际图书分类号:629 密级:公开
工程硕士学位论文
基于
RGB-D SLAM
的视觉定位与路径规划
方法研究
硕 士 研 究 生
:
姜珊
导 师
:
孙兆伟教授
申 请 学 位
:
工程硕士
学 科
:
航天工程
所 在 单 位
:
卫星技术研究所
答 辩 日 期
:
2017
年
6
月
授予学位单位
:
哈尔滨工业大学
万方数据
Classified Index: TP249
U.D.C: 629
Dissertation for the Master Degree in Engineering
VISUAL LOCATION AND PATH PLANNING
BASED ON RGB-D SLAM
Candidate:
Jiang Shan
Supervisor:
Prof. Sun Zhaowei
Academic Degree Applied for
:
Master of Engineering
Speciality:
Aerospace Engineering
Affiliation:
Research Center of Satellite Tech.
Date of Defence
:
June, 2017
Degree-Conferring-Institution:
Harbin Institute of Technology
万方数据
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
I
摘 要
随着全球科技的不断进步,移动机器人技术已经不仅限于学术研究,开始渗
入到各个领域,工业、医疗、军事、探险、家居等。智能机器人可以感知和识别
周围的环境,并根据周围的环境进行自主学习、动态决策和规划。而机器人导航
一直是移动机器人技术的基础问题,也是机器人研究领域的重要研究方向,机器
人如果要实现自主导航,待解决的问题就是机器人自主定位、构图,并根据全部
或者部分地图进行路径规划。
本文主要利用
RGB-D SLAM
框架来实现机器人自主定位和构图,
RGB-D
SLAM框架可以由图像处理前端和位姿优化后端组成,在图像处理前端特征检测提
取部分,由于Kinect相机获取的图像数据中的特征点经常带有外观噪声和深度噪
声,导致特征点极其不稳定,传统基于点特征提取的方法会受到这些噪声的影响,
针对这个问题,本文提出基于特征面提取方法,对生成的点云数据中先提取特征
点平面,再通过灰度均衡化对图像纹理进行增强,并根据平面参数对特征点的深
度值进行修正,减少深度噪声的影响,再从面上进行特征点提取;在特征匹配部
分,由于传统匹配方法
BF(
暴力匹配
)
与
FLANN(
最近邻匹配
)
经常出现很多错误匹
配,所以本文利用结合
RANSAC
的
KNN
剔除误匹配方法,通过
KNN
的两个条件先
对特征点匹配对进行一次过滤后,再使用
RANSAC
方法进行误匹配过滤。
在运动估计中,由于传统的ICP算法容易对初始值比较敏感,ICP算法容易陷
入局部极小值,所以本文提出利用结合RANSAC的ICP算法对机器人的运动参数进
行估计。机器人位姿优化部分,在闭环检测部分提出剔除错误闭环的策略,最终
使用通用图优化库g2o对机器人构建的位姿图进行优化,完成机器人的自主定位和
构图。
在机器人路径规划部分,在传统A*算法基础上进行改进,将传统方法中机器
人8方向搜索改进为16方向搜索,改进后的算法可以缩短机器人实际运行路线长度
以及旋转角度总和,减少机器人运动消耗的能量,最终利用改进的A*算法进行全
局规划,利用改进的动态A*算法进行局部路径规划。
关键词:
RGB-D SLAM
;路径规划;特征检测;运动估计
万方数据
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
II
Abstract
With the development of global technology, mobile robotics is not limited to
academic research and slowly penetrates into all fields, such as industry, medical
treatment, military, adventure, household products and so on. Intelligent robot can sense
and recognize the surrounding environment. Through the surrounding environment, the
robot can carry out self-learning, dynamic decision and planning. However, robot
navigation is the basic problem of the mobile robots, and the important research
direction of the mobile robots. If the robots want to achieve self-navigation,
self-positioning, mapping and path planning are the main problems that should be
solved firstly.
In my article, the self-positioning and mapping are solved through the RGB-D
SLAM frame, it includes image processing front and optimized backend. at the front
part, For the feature detection and extraction, the Kinect sensor often has appearance
noise and depth noise when it gets image data, the traditional visual-only features are
often affected, a novel approach is proposed in my article that first extracts planes from
the point cloud, acquired by the RGB-D camera, the appearance noise can be filtered,
then tries to enhance the texture on the extracted planes, the depth of features can be
corrected through the parameters of plane models, it can reduce the effect of depth noise,
then point features are then detected. For the feature matching, the traditional algorithm,
BF and FLANN has some wrong matches, so the KNN based RANSAC is used to
remove the wrong matching, the KNN can detect the duplex matching, using
homography transformation to optimize the matching results, and using RANSAC to
filter the rest part.
For the motion estimation, using ICP based RANSAC to estimate the parameter of
robot’s motion, because the traditional algorithm easily make the ICP fall into the local
minimum. The optimized backend includes building the pose map through the front data,
eliminating wrong loop closure and pose graph optimization using g2o.
For the robot path planning, using the 16 direction instead of 8 direction based A*
algorithm, could reduce the length of actual running route and the sum of rotation angle,
using the improved method could reduce the energy of robot, at last, using the improved
A* algorithm to perform global planning and using the dynamic A* algorithm to
perform local planning.
Keywords: RGB-D SLAM; path planning; feature detection; emotion estimation
万方数据
剩余86页未读,继续阅读
资源评论
不知者无胃口
- 粉丝: 27
- 资源: 328
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功