在利用遙控機(jī)器人執(zhí)行救援任務(wù)時(shí),一般的做法是利用機(jī)器人車載攝像頭直接傳回圖像信息供操作人員來觀察理解環(huán)境。這種情況下操作人員需要集中精力來尋找受困者,并記住機(jī)器人走過的路徑和機(jī)器人當(dāng)前的位置,耗費(fèi)操作人員大量的精力并容易導(dǎo)致其出現(xiàn)疲勞感。本文考慮利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式在圖像上提供更豐富的信息,增強(qiáng)操作體驗(yàn),從而降低對(duì)操作人員的要求。首先,本文提出了用于救援機(jī)器人的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)框架,采用一種歸類于“視頻透視法”的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示方案。將救援機(jī)器人傳回的視頻信息作為真實(shí)世界,在經(jīng)過數(shù)字化處理的視頻流上完成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的工作。然后闡述了本系統(tǒng)中涉及的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng),介紹了本增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)構(gòu)成的四要素,這是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。其次,基于機(jī)器人操作系統(tǒng)（Robot Operating System,簡(jiǎn)稱ROS）采用分節(jié)點(diǎn)方式開發(fā)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)軟件框架。介紹了無標(biāo)記環(huán)境下實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ),本文用作增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)位姿跟蹤技術(shù)的ORB-SLAM2,以及使用SLAM節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境建模與顯示標(biāo)注的方法。接下來介紹了本文使用深度學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)與定位的兩種思路,以及最終選擇使用的OSVOS目標(biāo)分割網(wǎng)絡(luò)。在AR總節(jié)... 

【文章來源】：國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型的救援機(jī)器人

降男畔?2]，這些信息可以幫助用戶更好地完成真實(shí)世界中類似外科手術(shù)、火災(zāi)救援、反恐等任務(wù)。在室內(nèi)救援環(huán)境中，AR可幫助操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、理解環(huán)境信息。在近幾年的發(fā)展中，關(guān)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用越來越多，在教育、游戲、建筑、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域都有增強(qiáng)顯示技術(shù)的應(yīng)用，包括蘋果、谷歌在內(nèi)的科技公司相繼推出了自己的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平臺(tái)。從硬件角度來看，實(shí)現(xiàn)AR顯示的設(shè)備一般分為頭戴設(shè)備和普通屏幕，頭戴設(shè)備主要應(yīng)用于人直接參與的環(huán)境中。在遠(yuǎn)程遙控移動(dòng)機(jī)器人的條件下，應(yīng)該在控制端的屏幕上做AR顯示的工作。圖1.2某款室內(nèi)探索游戲的界面本文研究的出發(fā)點(diǎn)是為了使操作人員擁有更好的操作體驗(yàn)，故本文借鑒了一款類似室內(nèi)探索游戲的畫面設(shè)計(jì)理念。如圖1.2所示，在該款游戲中，在玩家發(fā)現(xiàn)物資后可以在物資的位置放置一個(gè)AR標(biāo)記用來指示目標(biāo)的位置，這個(gè)標(biāo)記在玩家移動(dòng)視野的過程中會(huì)一直固定在物資所在的地方，即使目標(biāo)物資不在視野的范圍內(nèi)也會(huì)有一個(gè)類似箭頭的信息指示其在視野外的方向。同時(shí)在游戲界面的右上角顯示了當(dāng)前的地圖。通過這兩種方式玩家可以更輕松的進(jìn)行游戲，本文將借鑒這種方案用于救援機(jī)器人遙控界面的設(shè)計(jì)。人-機(jī)器人交互是研究如何實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器人交互的一門學(xué)科，該學(xué)科涉及人-計(jì)算機(jī)交互、人工智能、機(jī)器人學(xué)、自然語(yǔ)言理解、設(shè)計(jì)和社會(huì)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。為了使操作人員更好地與機(jī)器人交互，本文主要從兩個(gè)方面來設(shè)計(jì)用于救援機(jī)器人人機(jī)交互的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)，一是可以在界面中放置與真實(shí)世界目標(biāo)聯(lián)動(dòng)的AR標(biāo)記，操作人員可以直接將標(biāo)記放置在發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)上，來幫助自己更輕松地記住目

是只局限在視覺感知上，在聽覺，嗅覺，觸覺上感知到真實(shí)世界外的虛擬信息都可以歸類為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。使用這種技術(shù)，機(jī)械師在修理未知的設(shè)備時(shí)可以看到下一步操作的指示，外科醫(yī)生在做手術(shù)時(shí)可以看到器官的超聲波掃描圖像，消防人員可以看到建筑布局，以避免其他無形的危險(xiǎn)[4]。AR技術(shù)是一種基于現(xiàn)實(shí)的交互接口[5]，并且正在從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化應(yīng)用和消費(fèi)者市常AR可以將計(jì)算得到的虛擬信息補(bǔ)充到真實(shí)世界并與真實(shí)世界共存，隨著今天智能手機(jī)技術(shù)的發(fā)展，AR技術(shù)已經(jīng)成為了人機(jī)交互領(lǐng)域一種新興的、令人著迷的技術(shù)。圖1.3現(xiàn)實(shí)虛擬統(tǒng)一體（Reality-virtualitycontinuum）

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]基于二進(jìn)制特征的單目視覺同步定位與建圖問題研究[D]. 陳謝沅澧.國(guó)防科技大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3353514