基于Kinect的移动机器人视觉SLAM与室内导航研究

发布时间：2025-01-01 03:04

　　在计算机视觉创立之初,人们就期盼着有朝一日计算机能够像人一样,通过双眼去观察世界,理解周围的事物,探索未知的环境,完成导航的任务。随着人工智能和机器学习技术的迅速发展,移动机器人视觉同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)与室内导航已经成为了机器人研究领域的重点研究方向。因此,本文研究基于Kinect的移动机器人视觉SLAM与室内导航研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文的主要工作如下:首先,对移动机器人研究现状、导航技术及常用传感器展开研究,选择机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)为系统软件平台,Kinect相机作为环境信息获取设备,完成了基于Kinect的移动机器人视觉SLAM与室内导航方案的设计。其次,针对迭代最近点(Iterative Closest Points,ICP)算法存在易陷入局部最优、匹配误差大等问题,提出了一种新的欧氏距离和角度阈值双重限制方法完成点云的精确匹配;为消除视觉SLAM中产生的累积误差,改进了回环检测中相似性得分函数,减小感知歧义,提高闭环的识别率;在...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.4经典的视觉SLAM框架

图2.4经典的视觉SLAM框架里程计程计主要解决的是根据相机获取的相邻图像来估计相机的运图像之间的相机运动，因此视觉里程计一旦估算出当前时刻和后面的图像序列有任何信息关联，且视觉里程计只是估计邻两帧之间的运动估计一定存在误差。如果忽略误差的影响内环境获取到的图像序列“串联....

图2.5累积误差与回环检测的校正结果

环检测亦被称为闭环检测，和后端优化共同处理前端的噪声，是一识别自身曾到过地方的能力，其实质是检测观测数据之间的相似性AM系统中，移动机器人在室内环境中构建地图，通常会重复经过同言之，机器人要建立完整的地图，一定会形成回环。机器人从一个绕室内行走一圈又回到起始位置，回环检测做的就....

图2.6不同地图表现形式

16c.稠密地图d.拓扑地图图2.6不同地图表现形式.3.2移动服务机器人路径规划技术1.栅格法栅格法是通过在二维空间下的很多规模相同的栅格来描述机器人运行环境个障碍物在栅格地图内都占据一定的面积，设为iP，通过设置栅格阈值cP将物区域与自由区域进行区分[43]....

图2.7地图栅格化

{01icicPPiPPCV<≥=表示为自由区域，1表示为障碍区域行简化，生成的地图既简洁，又能正地图环境，会直接影响寻找路径的速图的精度，这可能会导致不能正确规划其重要。

本文编号：4021959