基于等高线法的移动机器人三维地图构建研究

发布时间：2020-10-20 19:28

　　 移动机器人是集信息技术、通讯技术、传感器技术、微电子技术于一身的高科技产物。为了保障移动机器人能在复杂环境下高效地、可靠地工作,首先必须创建环境地图。随着三维空间测量技术的发展,利用三维空间信息来创建环境三维地图成为一种发展趋势。为此,本文基于三维地图创建的等高线法,对三维地图创建方法、数据采集、数据预处理、特征提取和图像匹配等方面进行分析研究,为后续的定位和导航做了理论铺垫。本文主要研究内容和创新性成果如下:1.结合三维地图构建的发展现状和理论基础,提高三维地图构建的实时性和鲁棒性,提出一种移动机器人三维地图构建的等高线法。2.深入研究点云数据的采集方法、点云坐标变换公式,针对三维地图构建的等高线法采用一种8-邻域方法实现噪音点的去除。3.讨论特征提取的方法及步骤,主要包括边界特征提取和逆向工程两个方面。对于等高线法提出数据预处理以及特征点、特征线、特征面构造的方法,将线性拟合和最小二乘法相结合实现快速构造。4.对于点云数据的图像匹配,选取快速高效的ICP算法及针对等高线法的改进算法,完成对数据的采集及分析,应用等高线法完成整个三维模型的建立。
【学位单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TP391.41;TP242
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题意义
    1.2 三维地图研究现状
        1.2.1 地图创建方法研究
        1.2.2 三维地图构建的发展现状
    1.3 等高线法构建三维地图
        1.3.1 三维地图构建传统方法介绍
        1.3.2 三维地图构建等高线法介绍
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 基于等高线法的点云数据采集和处理
    2.1 引言
    2.2 点云数据信息的采集
        2.2.1 点云数据采集方法
        2.2.2 基于等高线法的数据采集
    2.3 基于等高线法的点云坐标的变换
        2.3.1 平移变换
        2.3.2 旋转变换
    2.4 基于等高线法的点云去噪
    2.5 本章小结
第三章 基于等高线法的特征提取
    3.1 引言
    3.2 基于等高线法的边界特征点提取
    3.3 基于等高线法的逆向工程
        3.3.1 特征点构造
        3.3.2 特征线构造
        3.3.3 特征面构造
    3.4 基于等高线法的特征提取实验及分析
    3.5 本章小结
第四章 基于等高线法的图像匹配
    4.1 引言
    4.2 图像匹配概述
    4.3 图像匹配分类
    4.4 ICP算法的基本原理及应用
        4.4.1 对应点集匹配的单元四要素法
        4.4.2 ICP算法基本原理
        4.4.3 基于等高线法的图像匹配的ICP算法的改进
    4.5 基于等高线法的图像匹配实验及分析
    4.6 完整三维模型的建立
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文结论
    5.2 工作展望
参考文献
致谢

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本文编号：2849064