同時定位與地圖構(gòu)建（SLAM）一直以來都是機(jī)器人自動化領(lǐng)域具有研究價值的問題,它能夠根據(jù)機(jī)器人運動過程中的位姿估計與傳感器獲取的環(huán)境信息實現(xiàn)自主定位和環(huán)境地圖的建立。為此,本文重點對移動機(jī)器人在未知環(huán)境下的SLAM技術(shù)進(jìn)行深入研究。首先,介紹了SLAM技術(shù)的研究背景和意義,并對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了描述,闡述了視覺SLAM技術(shù)的相關(guān)知識,包括SLAM問題的描述、視覺傳感器、卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波。著重介紹了運動模型、視覺模型、路標(biāo)觀測模型及視覺傳感器噪聲模型的設(shè)計過程,同時對卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波的濾波原理進(jìn)行描述。其次,提出了一種改進(jìn)的特征點檢測算法。該算法在FAST算法的基礎(chǔ)上增加預(yù)檢測步驟,并對SIFT算法的特征描述子進(jìn)行簡化。通過仿真對比實驗,證明改進(jìn)算法能夠有效提高視覺路標(biāo)信息的檢測。再次,針對數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題,提出了一種基于單雙向匹配的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法。該算法根據(jù)歐氏距離進(jìn)行單向匹配,刪除不滿足條件的特征點,再通過馬氏距離進(jìn)行雙向匹配。利用該算法進(jìn)行了圖像特征點匹配仿真實驗,并通過對比證明該算法的優(yōu)越性。最后,設(shè)計系統(tǒng)工作界面,通過設(shè)置環(huán)境路標(biāo)與移動機(jī)器人的運動軌跡,對基于改... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SLAM問題的過程示意圖

連續(xù)產(chǎn)生新的尺度空間，由此獲得不同尺度下清圖像，基于該原理尋找各尺度下圖像特征點，具體形式2 2222( , , ) ( , , ) ( , )1( , , )2x yL x y G x y I x yG x y e )——構(gòu)建的尺度空間； )——二維空間下的圖像； )——各尺度下的高斯函數(shù)； ——尺度系數(shù)；*——卷積運算符。示圖像的清晰或者模糊程度，通過改變尺度系數(shù) 得到的分辨率越低，表現(xiàn)出來的圖像也越模糊，反之圖像越中建立高斯空間(左側(cè)圖)，對相鄰的兩層高斯平滑后的圖差分空間(右測圖)，即可得到 DOG 金字塔[57]。

圖 4-5 尺度空間極值點檢測圖展開方式將對比度較低的極值點進(jìn)行刪除221( )2TTD DD x D x x xx x D ( x )的極值點； 的偏移量。一個極值點進(jìn)行檢測，對其進(jìn)行求導(dǎo)運，具體形式如式(4-4)所示，若極值點的點具有不穩(wěn)定因素，將其進(jìn)行剔除。2 12D D ( x)xx x essian)矩陣計算的主曲率作為 SIFT 關(guān)鍵

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于智能問答技術(shù)的供電營業(yè)廳客戶服務(wù)機(jī)器人創(chuàng)新應(yīng)用研究[J]. 梁林森.  無線互聯(lián)科技. 2019(04)
[2]多水下機(jī)器人編隊控制[J]. 劉瑞軒,張永林.  計算機(jī)與數(shù)字工程. 2019(02)
[3]基于EKF的服務(wù)機(jī)器人目標(biāo)跟蹤定位研究[J]. 孫鵬飛,劉麗蘭,高增桂,陳恩來.  計量與測試技術(shù). 2019(01)
[4]基于雙目視覺的三維重建[J]. 曹淞翔.  通訊世界. 2018(12)
[5]基于硬件卡爾曼濾波的飛秒激光實時絕對測距精度優(yōu)化方法[J]. 唐云劍,任永杰,于佳禾,楊凌輝,宋有建.  儀表技術(shù)與傳感器. 2018(11)
[6]改進(jìn)SIFT算法和NSCT相結(jié)合的遙感圖像匹配算法[J]. 宋佳乾,汪西原.  測繪通報. 2018(09)
[7]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空中機(jī)器人傳感控制研究[J]. 楊輝,吳賽燕.  中國電子科學(xué)研究院學(xué)報. 2018(04)
[8]FAST算法機(jī)器人角點檢測中的應(yīng)用與研究[J]. 張衛(wèi)兵.  電子制作. 2018(13)
[9]智能移動機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)[J]. 章毅,胡石.  電子技術(shù)與軟件工程. 2018(11)
[10]基于單目視覺三維重建系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 呂立,姚拓中,宋加濤,肖江劍,王建軍.  計算機(jī)工程. 2018(12)

碩士論文
[1]基于STM32的兩相四線步進(jìn)電機(jī)高精度驅(qū)動器設(shè)計[D]. 高偉康.安徽理工大學(xué) 2017



本文編號：3331957