本文關(guān)鍵詞：基于RGB-D傳感器的移動服務(wù)機(jī)器人功能軟件開發(fā)及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目標(biāo)人跟蹤、交互識別等是移動服務(wù)機(jī)器人基本功能,在機(jī)場行李搬運(yùn)、餐廳服務(wù)、導(dǎo)游服務(wù)等一類公共服務(wù)中,具有廣泛的應(yīng)用�；谏疃纫曈X傳感器的移動機(jī)器人目標(biāo)人跟蹤服務(wù)具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢,本文圍繞公共場所復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下機(jī)器人目標(biāo)人跟蹤的需求,系統(tǒng)研究了高可靠跟蹤服務(wù)和交互識別功能軟件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。移動服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)采用Turtlebot移動機(jī)器人硬件開發(fā)平臺和ROS(Robot Operating System)機(jī)器人操作系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺,以RGB-D傳感器和激光雷達(dá)傳感器作為機(jī)器人感知途徑,利用OpenNI軟件接口和點(diǎn)云庫PCL實(shí)現(xiàn)跟蹤服務(wù)和交互識別功能軟件的開發(fā)。論文綜述了移動服務(wù)機(jī)器人相關(guān)研究和技術(shù)現(xiàn)狀,分析了公共場所復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)功能需求,設(shè)計給出了系統(tǒng)框架和功能軟件架構(gòu)。功能軟件包含三個模塊：目標(biāo)人特征提取和檢測、目標(biāo)人跟蹤、交互式避障跟蹤應(yīng)用模塊。首先通過人體骨架提取和顏色直方圖特征提取完成目標(biāo)人信息初始化,接著進(jìn)行基于HOG特征的人體檢測。針對目標(biāo)人跟蹤需求,提出融合多特征的目標(biāo)人跟蹤方法,該方法將目標(biāo)運(yùn)動趨勢估計、目標(biāo)區(qū)域顏色分布統(tǒng)計特征和目標(biāo)區(qū)域形態(tài)特征三個通道的信息進(jìn)行融合,提高了動態(tài)干擾情況下的跟蹤可靠性。接著論述了跟蹤過程中融合RGB-D傳感器和激光傳感器的動態(tài)窗口法避障策略、機(jī)器人轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速的模糊PID控制策略,實(shí)現(xiàn)快速避障運(yùn)動控制,同時設(shè)計了基于網(wǎng)絡(luò)和基于手勢的兩種人機(jī)交互接口,有效提高了移動機(jī)器人的智能化水平。最后通過設(shè)計的運(yùn)動人體目標(biāo)跟蹤實(shí)驗(yàn),避障實(shí)驗(yàn)和人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)對移動服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)典型服務(wù)應(yīng)用進(jìn)行演示評估,驗(yàn)證了本文方法的可靠性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：移動服務(wù)機(jī)器人 RGB-D傳感器 人體檢測 目標(biāo)人跟蹤 避障 人機(jī)交互
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242;TP212
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.2 服務(wù)機(jī)器人交互式跟蹤研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 目標(biāo)人檢測與跟蹤11-12
• 1.2.2 機(jī)器人避障運(yùn)動控制12-13
• 1.2.3 人機(jī)交互接口13-14
• 1.3 存在的問題與難點(diǎn)14-15
• 1.4 論文章節(jié)安排15-17
• 第二章 移動服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)與功能軟件總體設(shè)計17-27
• 2.1 系統(tǒng)功能需求分析17
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計17-22
• 2.2.1 系統(tǒng)框架設(shè)計18-19
• 2.2.2 系統(tǒng)功能軟件架構(gòu)設(shè)計19-22
• 2.3 系統(tǒng)開發(fā)與運(yùn)行平臺22-25
• 2.3.1 硬件平臺資源22-24
• 2.3.2 軟件平臺資源24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 面向跟蹤應(yīng)用的RGB-D目標(biāo)人特征提取與檢測27-39
• 3.1 目標(biāo)人特征提取與檢測總體框架27-28
• 3.2 自動初始化目標(biāo)人特征提取28-32
• 3.2.1 基于深度信息的目標(biāo)人骨架提取28-30
• 3.2.2 目標(biāo)人顏色直方圖特征提取30-32
• 3.3 RGB-D傳感器數(shù)據(jù)信息預(yù)處理32-33
• 3.3.1 統(tǒng)計離群值法去除噪聲點(diǎn)32-33
• 3.3.2 體素化網(wǎng)格法過濾點(diǎn)云數(shù)據(jù)33
• 3.4 基于HOG特征的人體檢測33-37
• 3.4.1 基于SVM的人體檢測34-35
• 3.4.2 基于PCL的人體檢測實(shí)現(xiàn)35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第四章 融合多特征的目標(biāo)人跟蹤方法與功能軟件實(shí)現(xiàn)39-53
• 4.1 目標(biāo)人跟蹤方法總體設(shè)計39-41
• 4.2 基于運(yùn)動模型的相似度計算41-44
• 4.2.1 目標(biāo)人運(yùn)動模型建立41-42
• 4.2.2 粒子濾波預(yù)測人體位置42-43
• 4.2.3 運(yùn)動模型相似度計算43-44
• 4.3 基于顏色特征的相似度計算44-45
• 4.4 基于HOG特征的相似度計算45
• 4.5 聯(lián)合似然數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)45-47
• 4.6 目標(biāo)丟失情況下搜索策略47-48
• 4.7 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析48-52
• 4.7.1 目標(biāo)人跟蹤情況下的實(shí)驗(yàn)48-49
• 4.7.2 目標(biāo)人丟失情況下的實(shí)驗(yàn)49-51
• 4.7.3 目標(biāo)人被遮擋情況下的實(shí)驗(yàn)51-52
• 4.8 本章小結(jié)52-53
• 第五章 交互式避障在跟蹤過程中的應(yīng)用53-67
• 5.1 交互式應(yīng)用總體設(shè)計53-54
• 5.2 機(jī)器人避障與導(dǎo)航運(yùn)動過程控制54-60
• 5.2.1 動態(tài)窗口法避障56-58
• 5.2.2 機(jī)器人運(yùn)動控制58-60
• 5.3 人機(jī)交互應(yīng)用60-66
• 5.3.1 基于網(wǎng)絡(luò)的交互應(yīng)用61-63
• 5.3.2 手勢識別與控制63-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 系統(tǒng)開發(fā)與典型服務(wù)應(yīng)用演示驗(yàn)證67-75
• 6.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及系統(tǒng)組成67
• 6.2 移動服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)67-69
• 6.3 移動機(jī)器人機(jī)場行李搬運(yùn)模擬實(shí)驗(yàn)69-74
• 6.3.1 運(yùn)動人體目標(biāo)跟蹤實(shí)驗(yàn)69-72
• 6.3.2 移動機(jī)器人避障實(shí)驗(yàn)72-73
• 6.3.3 人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)73-74
• 6.4 本章小結(jié)74-75
• 第七章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 總結(jié)75
• 7.2 展望75-77
• 致謝77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 徐玉華;田尊華;張躍強(qiáng);朱憲偉;張小虎;;自適應(yīng)融合顏色和深度信息的人體輪廓跟蹤[J];自動化學(xué)報;2014年08期

2 胡春旭;熊梟;任慰;何頂新;;基于嵌入式系統(tǒng)的室內(nèi)移動機(jī)器人定位與導(dǎo)航[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年S1期

3 楊曉敏;張奇志;周亞麗;;基于Kinect深度信息的人體運(yùn)動跟蹤算法[J];北京信息科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王瑩;基于Kinect的Tri-tracking視頻跟蹤算法研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 Syed Ghafoor Shah;基于立體視覺和三維激光掃描儀的無人機(jī)自主避障和導(dǎo)航技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于RGB-D傳感器的移動服務(wù)機(jī)器人功能軟件開發(fā)及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：436308