火星與地球所處的宇宙環(huán)境十分相似,對(duì)火星開(kāi)展探測(cè),在尋找地外生命、研究地球大氣與磁場(chǎng)演變等方面具有重要意義。利用漫游器對(duì)火星進(jìn)行探測(cè),是人類目前為止最有效的探測(cè)火星的手段。然而由于缺少火星表面的導(dǎo)航地圖,目前火星漫游器的行進(jìn)路線主要依靠地面科研人員根據(jù)火星漫游器拍攝的圖像設(shè)計(jì),大大降低了火星漫游器的探測(cè)速度。此外,對(duì)于某個(gè)火星漫游器拍攝的圖像,也只用于其自身的定位導(dǎo)航,對(duì)后續(xù)其它漫游器經(jīng)過(guò)相同區(qū)域時(shí)的自主導(dǎo)航?jīng)]有幫助,造成了信息的浪費(fèi)。針對(duì)上述問(wèn)題,本文提出一種多漫游器協(xié)同構(gòu)建導(dǎo)航地圖的方法,主要研究?jī)?nèi)容如下。首先,研究基于雙目視覺(jué)的SLAM（Simultaneous Localization and Mapping,同時(shí)定位與地圖構(gòu)建）方法,對(duì)單個(gè)火星漫游器進(jìn)行自主定位,并構(gòu)建火星表面的稀疏特征點(diǎn)地圖,該地圖可以用于其它漫游器經(jīng)過(guò)相同區(qū)域時(shí)的自主定位。其次,研究基于詞袋模型的重疊區(qū)域搜索算法。利用火星漫游器拍攝的圖像構(gòu)建字典,利用字典計(jì)算圖片的相似性評(píng)分,進(jìn)而利用閾值法抑制較低的相似性評(píng)分,以最終尋找到連續(xù)多幀的相似圖像。第三,研究不同漫游器下的稀疏特征點(diǎn)地圖與漫游器位姿協(xié)同拼接方法... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 火星漫游器導(dǎo)航方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 SLAM方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 多機(jī)器人協(xié)同構(gòu)建地圖方法研究現(xiàn)狀
        1.2.4 空間三維地圖研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
第2章 基于雙目視覺(jué)的火星漫游器SLAM算法
    2.1 引言
    2.2 相機(jī)模型
        2.2.1 相機(jī)成像模型
        2.2.2 雙目相機(jī)測(cè)距模型
        2.2.3 圖像畸變的校正
    2.3 特征點(diǎn)提取與匹配
        2.3.1 特征點(diǎn)檢測(cè)方法
        2.3.2 特征點(diǎn)表示方法
        2.3.3 特征點(diǎn)匹配方法
    2.4 漫游器位姿求解方法
    2.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
        2.5.1 基于漫游器實(shí)際拍攝圖像的特征點(diǎn)提取與匹配實(shí)驗(yàn)
        2.5.2 基于地面模擬場(chǎng)地圖像的漫游器SLAM仿真實(shí)驗(yàn)
        2.5.3 基于計(jì)算機(jī)模擬圖像的漫游器SLAM仿真實(shí)驗(yàn)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于詞袋模型的重疊區(qū)域搜索算法
    3.1 引言
    3.2 基于詞袋模型的字典生成算法
        3.2.1 詞袋模型的概念
        3.2.2 字典的構(gòu)建方法
    3.3 基于字典的重疊區(qū)域搜索算法
        3.3.1 圖片描述向量的生成與比較
        3.3.2 重疊區(qū)域查找流程
    3.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
        3.4.1 基于漫游器實(shí)際拍攝圖像的相似圖片搜索實(shí)驗(yàn)
        3.4.2 基于地面模擬場(chǎng)地圖像的重疊區(qū)域搜索實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 稀疏特征點(diǎn)地圖及漫游器位姿拼接算法
    4.1 引言
    4.2 稀疏特征點(diǎn)地圖及漫游器位姿拼接原理
    4.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系初始估計(jì)算法
    4.4 三維點(diǎn)云與相機(jī)位姿聯(lián)合優(yōu)化方法
    4.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
        4.5.1 基于地面模擬場(chǎng)地圖像的稀疏特征點(diǎn)地圖及位姿拼接實(shí)驗(yàn)
        4.5.2 基于計(jì)算機(jī)模擬圖像的稀疏特征點(diǎn)地圖及位姿拼接實(shí)驗(yàn)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 稠密點(diǎn)云地圖與八叉樹(shù)地圖的構(gòu)建算法
    5.1 引言
    5.2 稠密點(diǎn)云地圖構(gòu)建算法
        5.2.1 基于極線搜索與塊匹配的雙目圖像匹配
        5.2.2 稠密點(diǎn)云地圖的構(gòu)建
    5.3 八叉樹(shù)地圖構(gòu)建算法
    5.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
        5.4.1 基于地面模擬場(chǎng)地圖像的八叉樹(shù)地圖構(gòu)建實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 基于計(jì)算機(jī)模擬圖像的八叉樹(shù)地圖構(gòu)建實(shí)驗(yàn)
    5.5 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


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“機(jī)遇”號(hào)火星車(chē)破外星行駛距離紀(jì)錄[J].   科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2014(22)
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[3]嫦娥三號(hào)“玉兔號(hào)”巡視器遙操作中的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 吳偉仁,周建亮,王保豐,劉傳凱.  中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2014(04)
[4]好奇心號(hào)巡視器及其特點(diǎn)分析[J]. 岳宗玉,邸凱昌.  航天器工程. 2012(05)
[5]勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)火星車(chē)定位方法評(píng)述[J]. 邸凱昌.  航天器工程. 2009(05)

博士論文
[1]基于視覺(jué)的多機(jī)器人協(xié)作SLAM研究[D]. 苑全德.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于圖像特征點(diǎn)的移動(dòng)機(jī)器人立體視覺(jué)SLAM研究[D]. 林睿.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]多移動(dòng)機(jī)器人地圖構(gòu)建的方法研究[D]. 潘薇.中南大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3163831