隨著機器人的發(fā)展,視覺定位導航將是其未來要解決的關鍵技術之一。雙目視覺定位導航作為視覺定位導航的重要組成部分將會被重點研究。由于室外場景受各種因素影響較大而室內(nèi)場景受環(huán)境影響相對較小,因此室內(nèi)定位導航受到了極大重視。本文是基于雙目視覺研究室內(nèi)機器人導航系統(tǒng)的設計與實現(xiàn),旨在降低成本的同時提高導航定位精度與穩(wěn)定性。僅使用雙目相機采集信息,在理論分析和應用中均取得了很好效果。本文研究并優(yōu)化了基于雙目視覺的室內(nèi)定位方法。首先,基于ORB-SLAM2框架創(chuàng)建非實時機器人運行環(huán)境的稠密關鍵幀地圖;其次,對雙目相機標定并使用標定參數(shù)對圖像進行去畸變共面行對準矯正;再次,對圖像提取ORB特征并使用SAD算法對左右圖像特征點進行亞像素級匹配,求解深度信息;然后使用詞袋字典或者投影模型比較特征點相似度匹配幀間圖像的特征點或者關鍵幀地圖的路標點,使用RANSAC結(jié)合EPn P算法利用匹配特征點估計相機位姿,使用G2O通過最小化匹配特征點的重投影誤差優(yōu)化相機位姿,通過追蹤關鍵幀地圖的路標點增加圖像特征點與關鍵幀地圖的路標點匹配數(shù)量再次使用匹配點對優(yōu)化相機位姿;最后,使用局部后端優(yōu)化再次優(yōu)化位姿,創(chuàng)建里程計信...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題背景及研究目的和意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 機器人導航國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 機器人視覺定位國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
第2章 機器人導航系統(tǒng)關鍵算法研究
    2.1 視覺定位的研究
        2.1.1 創(chuàng)建關鍵幀地圖
        2.1.2 視覺定位算法的研究
    2.2 創(chuàng)建柵格地圖研究
        2.2.1 雙目相機標定
        2.2.2 雙目立體矯正
        2.2.3 創(chuàng)建深度圖像
        2.2.4 創(chuàng)建點云圖像
        2.2.5 模擬雷達數(shù)據(jù)
        2.2.6 創(chuàng)建柵格地圖框架
    2.3 本章小結(jié)
第3章 室內(nèi)機器人導航系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)整體設計與實現(xiàn)
    3.2 機器人結(jié)構(gòu)的設計與實現(xiàn)
    3.3 模擬雷達數(shù)據(jù)的設計與實現(xiàn)
        3.3.1 雙目相機標定的設計與實現(xiàn)
        3.3.2 雙目立體矯正的設計與實現(xiàn)
        3.3.3 創(chuàng)建深度圖像的設計與實現(xiàn)
        3.3.4 創(chuàng)建點云圖像的設計與實現(xiàn)
        3.3.5 生成模擬雷達數(shù)據(jù)的設計與實現(xiàn)
    3.4 視覺里程計的設計與實現(xiàn)
        3.4.1 創(chuàng)建關鍵幀地圖的設計與實現(xiàn)
        3.4.2 求解初始位姿的設計與實現(xiàn)
        3.4.3 視覺定位后端優(yōu)化的設計與實現(xiàn)
        3.4.4 創(chuàng)建里程計的設計與實現(xiàn)
    3.5 創(chuàng)建柵格地圖與關鍵幀地圖的設計與實現(xiàn)
    3.6 路徑規(guī)劃的設計與實現(xiàn)
        3.6.1 全局路徑規(guī)劃的設計與實現(xiàn)
        3.6.2 局部路徑規(guī)劃的設計與實現(xiàn)
    3.7 數(shù)模轉(zhuǎn)換控制器的選型與應用
    3.8 本章小結(jié)
第4章 室內(nèi)機器人導航系統(tǒng)測試
    4.1 系統(tǒng)測試環(huán)境
        4.1.1 系統(tǒng)硬件設備配置
        4.1.2 系統(tǒng)軟件環(huán)境配置
    4.2 系統(tǒng)功能測試
        4.2.1 機器人結(jié)構(gòu)模塊測試
        4.2.2 模擬雷達數(shù)據(jù)模塊測試
        4.2.3 視覺里程計模塊測試
        4.2.4 創(chuàng)建柵格地圖模塊測試
        4.2.5 路徑規(guī)劃模塊測試
    4.3 系統(tǒng)性能測試
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3811841