搭载激光和深度相机的移动机器人行人检测与导航避障方法研究

发布时间：2021-03-03 10:18

　　随着现代机器人技术的发展,人们开始考虑在商场、医院、餐厅等场景部署移动机器人来减轻工作人员的压力。而在这些场景执行任务时,要求移动机器人顺利抵达目的地的同时,尽量减少对周边环境和行人的影响,避免侵犯到行人的运动空间。这需要移动机器人主动获取行人的位置信息和运动状态,考虑与行人的交互作用,主动避让行人,安全高效地融入到行人运动环境中。本文针对室内行人运动环境下的移动机器人行人检测追踪以及导航避障问题进行研究,并且基于ROS机器人操作系统编程实现进行验证,其主要内容如下:（1）对Turtlebot移动机器人平台进行改造,通过搭载ASUS Xtion深度相机和Hokuyo激光来获得环境的二维和三维信息。接着对它们进行标定,矫正相机畸变的同时确定了两者相对位置关系。（2）为了移动机器人能够在无GPU加速情况下实时且准确地获取行人信息,提出一种基于激光和深度相机的在线联合检测方法。首先对深度相机采集的点云进行分区,去除冗余信息后投影到地面,提取行人区域。将行人区域投影回深度图中,提取区域轮廓局部最大值,用于快速定位模板的匹配位置进行行人检测。该方法有效地减少了深度图的冗余信息,提高了检测效率。然... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１新型移动机器人平台??

２、激光传感器简介??图２－３为日本ＨＯＫＵＹＯ公司制造的激光传感器（型号为ＵＲＧ－０４ＬＸ－ＵＧ０），具体性能参数见表２－１。??Ｗ??图２－３激光传感器实物图???表?２－１?ＵＲＧ－０４ＬＸ－ＵＧ０１?性能参数????属性?测量范围?精度?角度分辨率?扫描时间??余轨?２０－５６００ｍｍ?６０ｍｍ－１，０００ｍｍ：±３０ｍｍ?０．３６°?１００??身数?２４０。?ｌ，０００－４，０９５ｍｍ：３％?测量距离（３６０７１，０２４）?ｍｓ／ｓｃａｎ??

（ａ）?Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ?Ｋｉｎｅｃｔ?（ｂ）?ＡＳＵＳ?Ｘｔｉｏｎ?Ｐｒｏ?Ｌｉｖｅ??图２－２深度相机实物图??２、激光传感器简介??图２－３为日本ＨＯＫＵＹＯ公司制造的激光传感器（型号为ＵＲＧ－０４ＬＸ－ＵＧ０１??２Ｄ），具体性能参数见表２－１。??Ｗ??图２－３激光传感器实物图????表?２－１?ＵＲＧ－０４ＬＸ－ＵＧ０１?性能参数????属性?测量范围?精度?角度分辨率?扫描时间??余轨?２０－５６００ｍｍ?６０ｍｍ－１，０００ｍｍ：±３０ｍｍ?０．３６°?１００??身数?２４０。?ｌ，０００－４，０９５ｍｍ：３％?测量距离（３６０７１，０２４）?ｍｓ／ｓｃａｎ??２．１．２?ＡＳＵＳ?Ｘｔｉｏｎ的内参标定??１、相机标定原理简介??ＡＳＵＳ?Ｘｔｉｏｎ中的彩色相机模型可以使用小孔成像模型来进行描述，相机成??像原理图如图２－４所示。??相机坐标系??Ｐｍ（ｘ，ｙ）?Ｙｃ＊?Ａ??乂?Ｙ?５ｃ??ｘ?ｆ?＞??Ａ?？ｙ??Ｐ（Ｘ，Ｙ）??成像平面??物体平面??图２－４相机成像原理图??制造和装配难免会产生各类误差，因此相机难免会存在非线性畸变。为了修??８??

【参考文献】：
博士论文
[1]复杂交通场景中基于视频的行人检测与跟踪若干关键问题研究[D]. 张阳.华南理工大学 2013

硕士论文
[1]基于激光的行人腿部特征信息提取[D]. 赵艳梅.首都师范大学 2007



本文编号：3061096