目前,世界人口老齡化的進(jìn)程不斷加快,同時由于各種災(zāi)難和疾病造成的殘疾人士也在逐年增加。老年/殘疾人士身體機能的衰退和損傷不僅給他們自己的生活帶來諸多的不便,而且也給子女、親友和社會帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。智能輪椅的誕生正是為了給這些老年/殘疾人士提供便利,以減輕他們的親人以及社會的負(fù)擔(dān)。近年來,針對智能輪椅的研究已經(jīng)有了很大的進(jìn)展,但是這些研究成果大都面向室內(nèi)環(huán)境,不能滿足老年/殘疾人士的室外活動需求。本文致力于提高智能輪椅室外運行關(guān)鍵技術(shù),從智能輪椅三維環(huán)境重建和場景分割兩方面開展深入的研究。針對智能輪椅三維環(huán)境重建,本文設(shè)計了全景三維彩色激光掃描系統(tǒng)。該系統(tǒng)有三個特點:一是利用全新的數(shù)據(jù)同步采集方法,實時同步采集激光三維點云、二維圖像、設(shè)備位姿信息和升降臺位置信息,同步采集精度高。二是利用每一個同步時刻的激光三維點云與二維圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,實時獲取空間場景的三維彩色點云數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)融合實時性好。三是利用升降臺往復(fù)運動和GPS組合慣導(dǎo)模塊,實現(xiàn)大范圍空間場景濃密三維彩色點云的融合重構(gòu)。針對智能輪椅室外運行所面對的復(fù)雜場景,本文提出了一種基于主成分特征球的室外場景三維點云分割方法。首先,利用主... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 三維點云數(shù)據(jù)的采集
        1.2.1 接觸式測量
        1.2.2 非接觸式測量
    1.3 室外場景三維點云分割
        1.3.1 地面提取
        1.3.2 非地面物體分割
    1.4 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
2 全景三維彩色激光掃描系統(tǒng)硬件設(shè)計
    2.1 全景三維彩色激光掃描系統(tǒng)總覽
    2.2 三維激光測距儀
        2.2.1 激光測距儀工作原理
        2.2.2 激光測距儀選型
    2.3 高速彩色工業(yè)相機選型
    2.4 慣性導(dǎo)航技術(shù)與GPS慣導(dǎo)設(shè)備選型
        2.4.1 慣性導(dǎo)航技術(shù)
        2.4.2 GPS慣導(dǎo)設(shè)備選型
    2.5 電控升降臺
        2.5.1 電控升降臺的工作原理
        2.5.2 絲桿步進(jìn)電機選型
        2.5.3 步進(jìn)電機控制驅(qū)動器選型
    2.6 全景三維彩色激光掃描系統(tǒng)掃描方法
    2.7 小結(jié)
3 全景三維彩色激光掃描系統(tǒng)軟件開發(fā)
    3.1 全景三維彩色激光掃描系統(tǒng)軟件開發(fā)
        3.1.1 軟件開發(fā)平臺
        3.1.2 軟件結(jié)構(gòu)
    3.2 驅(qū)動層
        3.2.1 功能介紹
        3.2.2 點云數(shù)據(jù)采集進(jìn)程
        3.2.3 圖像數(shù)據(jù)采集進(jìn)程
        3.2.4 GPS慣導(dǎo)數(shù)據(jù)采集進(jìn)程
        3.2.5 升降臺控制進(jìn)程
    3.3 算法層
        3.3.1 數(shù)據(jù)管理進(jìn)程
        3.3.2 點云圖像數(shù)據(jù)融合進(jìn)程
        3.3.3 升降運動數(shù)據(jù)融合進(jìn)程
        3.3.4 自由運動數(shù)據(jù)融合進(jìn)程
    3.4 顯示層
        3.4.1 高速工業(yè)相機視圖的繪制
        3.4.2 點云數(shù)據(jù)視圖的繪制
        3.4.3 算法層結(jié)果展示
    3.5 小結(jié)
4 室外場景三維點云分割
    4.1 點云局部形狀分析
    4.2 分層聚類
    4.3 地面提取
    4.4 地面提取實驗
    4.5 非地面物體分割
    4.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于捷聯(lián)慣導(dǎo)的采煤機定位定姿技術(shù)實驗研究[J]. 楊海,李威,羅成名,范孟豹,應(yīng)葆華.  煤炭學(xué)報. 2014(12)
[2]基于圖割的圖像分割方法及其新進(jìn)展[J]. 劉松濤,殷福亮.  自動化學(xué)報. 2012(06)
[3]接觸式測量技術(shù)和非接觸式測量技術(shù)的融合[J]. 朱德華.  技術(shù)與市場. 2012(05)
[4]基于激光三角法的傳感器設(shè)計[J]. 胡曙光,陳靜,華艷秋,王明輝.  測控技術(shù). 2006(06)
[5]RENISHAW數(shù)字化掃描系統(tǒng)[J]. 張曙.  機電一體化. 1996(01)

碩士論文
[1]基于雙目視覺智能輪椅導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李永超.江蘇大學(xué) 2010
[2]西安市居住區(qū)老年人戶外活動場所規(guī)劃設(shè)計研究[D]. 周海源.西安建筑科技大學(xué) 2007
[3]面向助老助殘的智能輪椅開發(fā)[D]. 曾翔.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3456132