隨著移動(dòng)機(jī)器人在教育娛樂(lè)、環(huán)境探測(cè)、醫(yī)療服務(wù)、國(guó)防安全等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,對(duì)移動(dòng)機(jī)器人智能化、自主化提出新的要求。其中同步定位與地圖創(chuàng)建技術(shù)（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主化所面臨的首要挑戰(zhàn)。SLAM包含定位與建圖兩個(gè)問(wèn)題,現(xiàn)有的SLAM系統(tǒng)大多研究定位問(wèn)題,對(duì)建圖模塊不是很重視,建立的稀疏特征點(diǎn)地圖主要服務(wù)于定位問(wèn)題。具體應(yīng)用中,地圖不僅用于輔助定位,還帶有其他需求,如:機(jī)器人路徑規(guī)劃（導(dǎo)航）、避障等。因此對(duì)如何高效構(gòu)建環(huán)境稠密地圖有著迫切的需求。本文的研究是僅利用CPU運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外環(huán)境的地圖構(gòu)建。該研究對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用具有重要的實(shí)用價(jià)值。具體研究?jī)?nèi)容如下:針對(duì)基于樹(shù)結(jié)構(gòu)的代價(jià)聚合方法僅利用顏色信息選擇權(quán)值支持區(qū)域,在圖像邊界區(qū)域易產(chǎn)生誤匹配的問(wèn)題,提出了一種基于水平樹(shù)結(jié)構(gòu)的可變權(quán)重代價(jià)聚合立體匹配算法。采用水平樹(shù)代價(jià)聚合得到初始視差值,將初始視差值與顏色信息重構(gòu)水平樹(shù),在更新后的樹(shù)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行代價(jià)聚合,得到視差值。在視差后處理階段,提出了一種改進(jìn)的非局部視差后處理算法,將不滿足左右一致性匹配的像素點(diǎn)引入匹配... 

【文章來(lái)源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 移動(dòng)機(jī)器人地圖構(gòu)建國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 SLAM研究現(xiàn)狀
        1.2.2 立體匹配研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 相關(guān)背景知識(shí)
    2.1 相機(jī)模型與畸變校正
        2.1.1 針孔相機(jī)模型
        2.1.2 畸變校正
    2.2 立體匹配
        2.2.1 立體匹配算法分類(lèi)
        2.2.2 立體匹配約束條件
        2.2.3 立體匹配步驟
        2.2.4 立體匹配評(píng)測(cè)平臺(tái)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
    2.3 基于圖優(yōu)化的視覺(jué)SLAM的基本原理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于水平樹(shù)結(jié)構(gòu)的可變權(quán)重代價(jià)聚合立體匹配算法
    3.1 匹配代價(jià)計(jì)算
    3.2 代價(jià)聚合
        3.2.1 匹配代價(jià)聚合
        3.2.2 線性時(shí)間復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)
    3.3 代價(jià)再聚合
    3.4 視差后處理
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.5.1 代價(jià)聚合算法性能測(cè)試
        3.5.2 視差后處理算法性能測(cè)試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于雙目視覺(jué)的快速三維場(chǎng)景重建
    4.1 實(shí)時(shí)稠密地圖創(chuàng)建難點(diǎn)分析
        4.1.1 深度不確定性
        4.1.2 單幀立體匹配計(jì)算量?jī)?yōu)化
    4.2 雙目SLAM算法框架與流程
    4.3 基于多關(guān)鍵幀逆深度融合的稠密建圖線程
        4.3.1 場(chǎng)景深度范圍估計(jì)
        4.3.2 關(guān)鍵幀立體匹配
        4.3.3 幀內(nèi)平滑、外點(diǎn)剔除
        4.3.4 逆深度融合
        4.3.5 幀內(nèi)平滑、外點(diǎn)剔除
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.4.1 逆深度融合必要性驗(yàn)證
        4.4.2 數(shù)據(jù)集實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析
    5.1 改進(jìn)的立體匹配代價(jià)聚合算法性能分析
        5.1.1 無(wú)紋理區(qū)域?qū)嶒?yàn)分析
        5.1.2 重復(fù)紋理區(qū)域?qū)嶒?yàn)分析
        5.1.3 遮擋區(qū)域?qū)嶒?yàn)分析
        5.1.4 豐富紋理區(qū)域?qū)嶒?yàn)分析
        5.1.5 傾斜平面區(qū)域?qū)嶒?yàn)分析
        5.1.6 綜合評(píng)價(jià)
    5.2 地圖創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.1 室內(nèi)場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 室外場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 綜合評(píng)價(jià)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 主要結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向大尺度場(chǎng)景的單目同時(shí)定位與地圖構(gòu)建[J]. 劉浩敏,章國(guó)鋒,鮑虎軍.  中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2016(12)
[2]基于改進(jìn)梯度和自適應(yīng)窗口的立體匹配算法[J]. 祝世平,李政.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)

博士論文
[1]基于視覺(jué)的多機(jī)器人協(xié)作SLAM研究[D]. 苑全德.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于多通道置信度傳播算法的航空核線影像稠密立體匹配研究[D]. 胡騰.武漢大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3289642