在機器人與自動駕駛領(lǐng)域中,障礙物檢測與規(guī)避是一項基礎(chǔ)的安全技術(shù),它幫助無人智能體感知物體,并及時對無人智能體下達(dá)繞障指令,保障其安全。近年來,隨著移動機器人與自動駕駛的需求不斷攀升,這項技術(shù)也受到學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文模仿人類利用視覺感知物體的機制,提出基于多層次框架的障礙物檢測方法。該方法將場景的三維空間信息（即地面單應(yīng)性）與障礙物的二維表觀信息（即遮擋邊緣、顏色等）融合,使其可以應(yīng)對多種復(fù)雜的場景。本文的研究主要分為四個部分:障礙物感知的遮擋邊緣提取,空間視覺遮擋邊緣提取、障礙物感知的回歸器設(shè)計和避障機器人系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。（1）障礙物感知的遮擋邊緣提取。本文建立了一個多層次框架,并從三個方面對其提取過程進(jìn)行闡述:多距離層次區(qū)域生成,多距離邊緣信息融合及遮擋邊緣生成。其中,重點在于提取和障礙物距離相關(guān)的層次區(qū)域,并設(shè)計邊緣信息融合的方法,增強障礙物邊緣,使遮擋邊緣可以清晰地擬合所有障礙物的輪廓。（2）空間視覺遮擋邊緣提取。本文在多視角下觀察的障礙物輪廓,利用地面單應(yīng)性這一三維空間屬性將位于地面以上的空間視覺遮擋邊緣提取出來。該方法從地面單應(yīng)性求解、單應(yīng)誤差求解和空間點提取三... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 障礙物檢測與規(guī)避的具體任務(wù)
        1.1.2 障礙物檢測的特殊性
        1.1.3 障礙物檢測與規(guī)避面臨的困難和發(fā)展歷程
    1.2 本文的研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)
        1.2.1 障礙物感知的遮擋邊緣提取
        1.2.2 空間視覺遮擋邊緣提取
        1.2.3 障礙物感知的回歸器
        1.2.4 基于ROS的機器人避障系統(tǒng)
    1.3 組織框架
第二章 障礙物感知的遮擋邊緣
    2.1 遮擋邊緣研究現(xiàn)狀
    2.2 用于障礙物檢測的多層次框架
    2.3 多距離層次生成
    2.4 多距離層次邊緣信息融合
    2.5 遮擋邊緣生成
    2.6 本章總結(jié)
第三章 空間視覺遮擋邊緣
    3.0 研究現(xiàn)狀
    3.1 算法框架
    3.2 地面單應(yīng)性求解
    3.3 空間視覺遮擋邊緣提取
        3.3.1 單應(yīng)誤差
        3.3.2 倒影噪聲抑制及空間點提取
    3.4 本章總結(jié)
第四章 障礙物感知的回歸器
    4.1 障礙物樣本的產(chǎn)生
        4.1.1 物體推薦的研究現(xiàn)狀
        4.1.2 基于場景先驗的物體級推薦
        4.1.3 訓(xùn)練樣本選擇
    4.2 特征提取
        4.2.1 邊緣特征
        4.2.2 似物性特征
        4.2.3 偽距離特征
        4.2.4 顏色特征
    4.3 基于隨機森林的障礙物回歸
    4.4 障礙物占用概率圖
    4.5 本章總結(jié)
第五章 障礙物規(guī)避系統(tǒng)的設(shè)計
    5.1 ROS機器人操作系統(tǒng)介紹
    5.2 機器人繞障系統(tǒng)框架
    5.3 繞障決策模塊設(shè)計
    5.4 運動控制模塊設(shè)計
    5.5 本章總結(jié)
第六章 實現(xiàn)與驗證
    6.1 數(shù)據(jù)集與測試用例選擇
        6.1.1 室內(nèi)場景數(shù)據(jù)集
        6.1.2 Lost and Found數(shù)據(jù)集
    6.2 空間視覺遮擋邊緣檢測實驗
    6.3 障礙物檢測查全率對比實驗
        6.3.1 評價指標(biāo)
        6.3.2 定量評價
            6.3.2.1 本研究框架下變種方法的比較
            6.3.2.2 與代表性物體推薦方法的比較
    6.4 障礙物檢測的誤檢率-精確度對比實驗
        6.4.1 評價指標(biāo)
        6.4.2 定量評價
            6.4.2.1 本研究框架下變種方法的比較
            6.4.2.2 與代表性障礙物檢測方法的比較
        6.4.3 定性評價
    6.5 機器人繞障系統(tǒng)的驗證
        6.5.1 測試運行環(huán)境
        6.5.2 系統(tǒng)測試一
        6.5.3 系統(tǒng)測試二
        6.5.4 系統(tǒng)測試三
        6.5.5 局限性總結(jié)
    6.6 本章總結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 論文展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3049748