發(fā)布時(shí)間：2023-05-08 02:54

　　隨著機(jī)器人的發(fā)展,視覺(jué)定位導(dǎo)航將是其未來(lái)要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。雙目視覺(jué)定位導(dǎo)航作為視覺(jué)定位導(dǎo)航的重要組成部分將會(huì)被重點(diǎn)研究。由于室外場(chǎng)景受各種因素影響較大而室內(nèi)場(chǎng)景受環(huán)境影響相對(duì)較小,因此室內(nèi)定位導(dǎo)航受到了極大重視。本文是基于雙目視覺(jué)研究室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),旨在降低成本的同時(shí)提高導(dǎo)航定位精度與穩(wěn)定性。僅使用雙目相機(jī)采集信息,在理論分析和應(yīng)用中均取得了很好效果。本文研究并優(yōu)化了基于雙目視覺(jué)的室內(nèi)定位方法。首先,基于ORB-SLAM2框架創(chuàng)建非實(shí)時(shí)機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境的稠密關(guān)鍵幀地圖;其次,對(duì)雙目相機(jī)標(biāo)定并使用標(biāo)定參數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行去畸變共面行對(duì)準(zhǔn)矯正;再次,對(duì)圖像提取ORB特征并使用SAD算法對(duì)左右圖像特征點(diǎn)進(jìn)行亞像素級(jí)匹配,求解深度信息;然后使用詞袋字典或者投影模型比較特征點(diǎn)相似度匹配幀間圖像的特征點(diǎn)或者關(guān)鍵幀地圖的路標(biāo)點(diǎn),使用RANSAC結(jié)合EPn P算法利用匹配特征點(diǎn)估計(jì)相機(jī)位姿,使用G2O通過(guò)最小化匹配特征點(diǎn)的重投影誤差優(yōu)化相機(jī)位姿,通過(guò)追蹤關(guān)鍵幀地圖的路標(biāo)點(diǎn)增加圖像特征點(diǎn)與關(guān)鍵幀地圖的路標(biāo)點(diǎn)匹配數(shù)量再次使用匹配點(diǎn)對(duì)優(yōu)化相機(jī)位姿;最后,使用局部后端優(yōu)化再次優(yōu)化位姿,創(chuàng)建里程計(jì)信...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題背景及研究目的和意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 機(jī)器人導(dǎo)航國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 機(jī)器人視覺(jué)定位國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
第2章 機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵算法研究
    2.1 視覺(jué)定位的研究
        2.1.1 創(chuàng)建關(guān)鍵幀地圖
        2.1.2 視覺(jué)定位算法的研究
    2.2 創(chuàng)建柵格地圖研究
        2.2.1 雙目相機(jī)標(biāo)定
        2.2.2 雙目立體矯正
        2.2.3 創(chuàng)建深度圖像
        2.2.4 創(chuàng)建點(diǎn)云圖像
        2.2.5 模擬雷達(dá)數(shù)據(jù)
        2.2.6 創(chuàng)建柵格地圖框架
    2.3 本章小結(jié)
第3章 室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.2 機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.3 模擬雷達(dá)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 雙目相機(jī)標(biāo)定的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.3.2 雙目立體矯正的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.3.3 創(chuàng)建深度圖像的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.3.4 創(chuàng)建點(diǎn)云圖像的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.3.5 生成模擬雷達(dá)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.4 視覺(jué)里程計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.4.1 創(chuàng)建關(guān)鍵幀地圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.4.2 求解初始位姿的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.4.3 視覺(jué)定位后端優(yōu)化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.4.4 創(chuàng)建里程計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.5 創(chuàng)建柵格地圖與關(guān)鍵幀地圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.6 路徑規(guī)劃的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.6.1 全局路徑規(guī)劃的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.6.2 局部路徑規(guī)劃的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.7 數(shù)模轉(zhuǎn)換控制器的選型與應(yīng)用
    3.8 本章小結(jié)
第4章 室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試
    4.1 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境
        4.1.1 系統(tǒng)硬件設(shè)備配置
        4.1.2 系統(tǒng)軟件環(huán)境配置
    4.2 系統(tǒng)功能測(cè)試
        4.2.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)模塊測(cè)試
        4.2.2 模擬雷達(dá)數(shù)據(jù)模塊測(cè)試
        4.2.3 視覺(jué)里程計(jì)模塊測(cè)試
        4.2.4 創(chuàng)建柵格地圖模塊測(cè)試
        4.2.5 路徑規(guī)劃模塊測(cè)試
    4.3 系統(tǒng)性能測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3811841