利用Kinect点云数据的室内未知环境自主定位
[Abstract]:With the development of robot localization research, simultaneous location mapping (SLAM) has become a hotspot in computer vision. The main research content is to complete the location of scene map while generating scene map by using the data obtained by sensor in unknown environment. With the release of the RGB-D camera, it provides a new sensor for the SLAM problem. As one of the RGB-D cameras, Kinect has been continuously updated and upgraded with the Kinect developed by Microsoft. Using Kinect equipment to realize unknown environment positioning has also become a research hotspot. At present, there are several methods for positioning by using Kinect camera: the data obtained by Kinect can be located by iterative nearest neighbor (ICP). However, due to the low precision of scene range and Kinect depth image, the result of registration through ICP algorithm has a large cumulative error and low positioning accuracy. The method of SLAM is used to locate the indoor scene and generate the map, but when the scene is not closed or the scope of the scene is large, the result of loop detection is not very good. In view of the above situation, based on the ORBSLAM system, this paper uses the ORB feature extraction method to extract and utilize the feature points of the color images obtained by Kinect, so as to realize the tracking of the images. The relative transformation relationship between adjacent frames is obtained and the information matrix of prior information vector machine is solved to update and expand the information vector in multi-feature information filtering. For the depth image, using the calibration results of color image and depth image, the color point cloud data of the sequence image is generated, and the point cloud data is extracted from the generated point cloud data. The construction of multi-feature observation model is completed. According to the observation model and the result of state expansion, the state is updated and the posterior information matrix and information vector are solved. By weakening the effect of error accumulation in the localization process, the translation parameters in the updated state vector are solved, and the autonomous localization in unknown environment using Kinect point cloud data is accomplished. In this paper, two experimental scenarios are selected and verified by using Kinect sensor. The experimental contents include: using the ORBSLAM system model to obtain the data and realize the image tracking; on this basis, using the point features acquired by ICP and the surface features in the scene to construct a multi-feature extended information filtering model to process the experimental data. The experimental results show that the method proposed in this paper can greatly weaken the effect of error accumulation on Kinect data. For experiment scenario 1, compared with fusion data, the positioning accuracy is within 0.2 m, and for experimental scenario 2. The method of ORBSLAM and the method of this paper are used to realize the positioning. The positioning accuracy is 0 0. 8 m and 0 0. 5 m, and the error in the positioning is 0. 48 m and 0. 23 m, respectively.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212;TP391.41
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