本文關(guān)鍵詞： 家居服務(wù)機(jī)器人 雙目立體視覺 SIFT算法 雙閾值FAST算法 KSW算法 K-means聚類算法 定位　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：家居服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人與人工智能結(jié)合的產(chǎn)物,越來越受到人們的青睞。然而,如何實(shí)現(xiàn)家居服務(wù)機(jī)器人的準(zhǔn)確定位仍是其完成家務(wù)勞動等家庭服務(wù)的首要問題。機(jī)器人定位的方法有很多,雙目立體視覺因其能夠獲得豐富的環(huán)境信息,同時能夠恢復(fù)目標(biāo)的深度信息,被廣泛地應(yīng)用在定位系統(tǒng)中。本文針對室內(nèi)機(jī)器人雙目視覺定位系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,利用固定的室內(nèi)棚頂墻角作為機(jī)器人定位的自然路標(biāo)特征。機(jī)器人定位之前,需要對棚頂墻角進(jìn)行識別,該過程利用SIFT不變描述子對墻角特征進(jìn)行描述。在機(jī)器人定位階段,利用三維重建原理、三邊測量原理實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位。最終在旅行家Ⅱ號機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺完成了軟件開發(fā)及機(jī)器人的定位實(shí)驗(yàn)�，F(xiàn)將本文工作總結(jié)如下:第一,介紹了雙目立體視覺系統(tǒng)及機(jī)器人定位原理,并對系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及相關(guān)功能模塊的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析,為后續(xù)的機(jī)器人定位奠定了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。第二,深入研究了基于SIFT算法的特征點(diǎn)提取與描述方法和基于FAST算法的特征點(diǎn)提取方法。綜合FAST算法提取特征點(diǎn)的快速性以及SIFT描述子的魯棒性,針對本文的應(yīng)用環(huán)境,對FAST算法及SIFT算法進(jìn)行了改進(jìn),提出一種基于KSW熵的自適應(yīng)雙閾值FAST特征提取與分域SIFT描述子的立體匹配方法。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出方法的可行性與有效性。第三,介紹了一種基于K-means聚類的墻角特征建庫方法,實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)墻角特征庫的分類存儲,加快搜索墻角的速度。利用SIFT立體匹配方法實(shí)現(xiàn)了對墻角的識別,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的定位,同時分析了機(jī)器人的定位精度。最后,本文基于Microsoft Visual C++6.0和Open CV開發(fā)軟件,成功實(shí)現(xiàn)了特征點(diǎn)提取與立體匹配算法、K-means聚類算法、墻角特征點(diǎn)三維坐標(biāo)及機(jī)器人三維坐標(biāo)求取等功能,在旅行家Ⅱ號機(jī)器人平臺進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并且運(yùn)行成功。
[Abstract]:Home service robot is a combination of robot and artificial intelligence, which is more and more popular. However, How to realize the accurate location of the home service robot is still the most important problem for the robot to complete the household service such as housework. There are many methods for the robot to locate, and binocular stereoscopic vision can obtain abundant environmental information because of its ability to obtain rich environmental information. At the same time, the depth information of the target can be recovered and widely used in the localization system. This paper studies the key technologies involved in the indoor robot binocular vision positioning system. The fixed interior roof wall angle is used as the natural road sign feature of robot positioning. Before robot positioning, the roof wall angle needs to be recognized, and the SIFT invariant descriptor is used to describe the wall angle feature. Finally, the software development and robot localization experiment are completed on the traveller 鈪，

本文編號：1544705