隨著智能移動機器人技術(shù)的快速發(fā)展和需求,同時定位與建圖（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）技術(shù)越來越被重視和關(guān)注,目前單機器人SLAM,尤其是基于視覺相機的單機器人SLAM已經(jīng)在學界和應用上取得諸多重大進展,但當前研究人員主要的研究方向還是更多的聚集在單機上,對于多機協(xié)同SLAM的研究還相對較少,本文根據(jù)未來工廠多機協(xié)同輔助作業(yè)的需求,對基于視覺的多機協(xié)同SLAM算法進行了初步的研究和實現(xiàn)實驗。本文首先對多機協(xié)同SLAM中的單機算法基礎進行了研究,介紹SLAM問題的數(shù)學描述和本文傳感器的選擇,并對SLAM算法的前后端理論進行了調(diào)研和綜述,綜合比較課題需求后選取了ORB-SLAM算法作為實現(xiàn)基礎,并對該算法的實現(xiàn)框架進行了分析介紹。關(guān)于基于此算法的多機器人協(xié)同SLAM問題主要研究熱點包括三個方面,一是機器人系統(tǒng)的任務分配和多機通信,二是多機（或是相機）位姿的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),三是依賴數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的地圖拼接（也有研究人員將地圖拼接和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)并稱為地圖拼接）。本文對多機算法的研究主要集中于地圖拼接部分,著重分析了出現(xiàn)地圖拼接的兩種情況,第一種是基于相機... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的來源、背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 基于視覺的SLAM算法理論
    2.1 引言
    2.2 SLAM問題的基本原理
    2.3 基于外部傳感器的SLAM算法分類
        2.3.1 傳感器分類
        2.3.2 小孔成像原理
    2.4 基于視覺的SLAM算法原理
        2.4.1 前端視覺里程計
        2.4.2 后端數(shù)據(jù)處理
        2.4.3 環(huán)形閉合檢測
    2.5 ORB-SLAM算法原理分析
        2.5.1 ORB-SLAM算法框架
        2.5.2 跟蹤實現(xiàn)
        2.5.3 局部建圖實現(xiàn)
        2.5.4 環(huán)形閉合檢測實現(xiàn)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 多機器人通信與地圖拼接
    3.1 引言
    3.2 多機器人系統(tǒng)
    3.3 基于ROS的節(jié)點通信設計
        3.3.1 ROS操作系統(tǒng)
        3.3.2 基于ROS的多機節(jié)點通信設計
    3.4 基于相機相對觀測的地圖拼接算法
        3.4.1 相機坐標模型
        3.4.2 相機相對觀測
        3.4.3 地圖拼接
    3.5 基于場景辨識的地圖拼接算法
        3.5.1 場景辨識
        3.5.2 相對位姿計算
        3.5.3 地圖融合
    3.6 本章小結(jié)
第4章 實驗與結(jié)果分析
    4.1 引言
    4.2 硬件平臺搭建
    4.3 實驗及分析
        4.3.1 相機標定
        4.3.2 特征提取與匹配
        4.3.3 ORB-SLAM數(shù)據(jù)集測試
        4.3.4 ORB-SLAM實驗測試
        4.3.5 地圖拼接實驗
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]大規(guī)模環(huán)境下基于圖優(yōu)化SLAM的后端優(yōu)化方法[J]. 王忠立,趙杰,蔡鶴皋.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2015(07)
[2]基于局部子地圖方法的多機器人主動同時定位與地圖創(chuàng)建[J]. 苑晶,黃亞樓,陶通,習白羽.  機器人. 2009(02)
[3]基于信息融合的同時定位與地圖創(chuàng)建研究[J]. 羅榮華,洪炳镕.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2004(05)

博士論文
[1]基于視覺的多機器人協(xié)作SLAM研究[D]. 苑全德.哈爾濱工業(yè)大學 2016

碩士論文
[1]基于路徑圖優(yōu)化的多機器人同步定位與制圖研究[D]. 鐘進.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]基于異構(gòu)傳感器的多機器人SLAM地圖融合研究[D]. 張寶先.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]基于單目視覺的家庭機器人全局定位研究[D]. 鞠玉江.哈爾濱工業(yè)大學 2006



本文編號：3055329