本文關(guān)鍵詞：光學(xué)圖像的多粒度環(huán)境感知算法

  更多相關(guān)文章： 環(huán)境感知 SLAM 多粒度 增強(qiáng)現(xiàn)實

【摘要】：環(huán)境感知不同于傳統(tǒng)離線的三維重建方法,強(qiáng)調(diào)以低成本、易于獲取的硬件平臺實時或接近實時地理解真實工作環(huán)境,并根據(jù)實際應(yīng)用需要建立所需精度的環(huán)境模型,是自主機(jī)器人、快速三維重建、增強(qiáng)現(xiàn)實等諸多熱門領(lǐng)域的重要基石。當(dāng)前,實現(xiàn)環(huán)境感知最為流行的理論框架是同步定位與建圖,即同時獲取感知設(shè)備的三維姿態(tài)和環(huán)境三維結(jié)構(gòu),并相互指導(dǎo)對方計算、生成。其中,基于彩色、紅外等光學(xué)圖像的同步定位與建圖,由于光學(xué)圖像所蘊含的豐富信息和感知設(shè)備的廉價易得等特性,受到研究者的廣泛關(guān)注。雖然許多研究者30年間在這個領(lǐng)域不斷耕耘,但是其中依然存在由諸多因素如:計算性能限制、傳感器噪聲、室外等不可控的感知環(huán)境和實際應(yīng)用需求的多樣化等導(dǎo)致的魯棒性問題亟待解決。針對以上問題,本文采用概率八叉樹模型和濾波理論研究多源異構(gòu)光學(xué)圖像的多粒度時態(tài)融合與多尺度表示,以及單源誤差剔除方法,探索環(huán)境感知,尤其是室外等不可控環(huán)境下的感知問題。所完成的主要工作包括:(1)提出了基于光學(xué)圖像的多粒度環(huán)境感知算法。算法通過概率八叉樹擬合真實三維環(huán)境,壓縮并統(tǒng)一表示由多源異構(gòu)光學(xué)圖像生成的多粒度點云模型。同時,配以適宜的剪枝與歸并方法用于概率八叉樹的多粒度融合與表示、以及提升環(huán)境模型的存儲效率。進(jìn)一步在相機(jī)運動過程中,通過卡爾曼濾波動態(tài)融合多粒度點云模型的概率八叉樹表示。最終生成唯一的時態(tài)融合概率八叉樹三維模型,簡稱TFPOM,能夠在較少的噪聲影響下以任意粒度動態(tài)擬合真實環(huán)境。最后,算法從基于環(huán)境模型的視覺導(dǎo)航和增強(qiáng)現(xiàn)實兩個方面,通過姿態(tài)估計的誤差和運動模糊恢復(fù)質(zhì)量評價其在不可控環(huán)境下的表現(xiàn)。(2)提出了針對室外增強(qiáng)現(xiàn)實場景的濾波增強(qiáng)感知算法。室外不可控場景下的環(huán)境感知問題還體現(xiàn)在TFPOM容易受到光照條件以及環(huán)境紋理的影響。為此,本文算法通過高斯-拉普拉斯算子將輸入視頻幀所生成的圖像金字塔濾波,突出場景中的邊緣和細(xì)節(jié)。然后,在特征點幀間匹配過程中,利用最終得分均值和平均搜索長度值確定匹配閾值以適應(yīng)濾波變化后視頻幀強(qiáng)烈的對比度變化,并使用雙向光流法提升匹配精度。最后,在跟蹤丟失時提供一種基于縮略圖快照的快速重定位算法,用以恢復(fù)視覺同步定位與建圖的姿態(tài)估計。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃衛(wèi)東;;基于環(huán)境感知的應(yīng)急管理知識需求研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版);2007年S1期

2 王海濤;宋麗華;吳強(qiáng);;環(huán)境感知網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J];電信快報;2013年01期

3 Stefan Arbanowski ,宋笑亭,吳雷;未來移動業(yè)務(wù)的個性化環(huán)境感知和適應(yīng)性[J];中國無線電;2005年03期

4 元池;;英特爾的環(huán)境感知技術(shù)[J];軟件工程師;2012年11期

5 王金祥;;視覺與激光信息融合應(yīng)用于機(jī)器人環(huán)境感知方面的優(yōu)勢淺析[J];科技信息;2010年29期

6 楊俊友;馬樂;白殿春;東俊光;;機(jī)器人的混合特征視覺環(huán)境感知方法[J];中國圖象圖形學(xué)報;2012年01期

7 宋江旺;糜正琨;成際鎮(zhèn);;環(huán)境感知的內(nèi)容傳遞技術(shù)[J];重慶郵電學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年03期

8 張敏;劉培志;徐英新;王晉華;劉瑩;;地面無人作戰(zhàn)平臺環(huán)境感知關(guān)鍵技術(shù)研究[J];車輛與動力技術(shù);2007年02期

9 Joy Wrigley;;構(gòu)建節(jié)能的環(huán)境感知移動系統(tǒng)[J];電子產(chǎn)品世界;2014年04期

10 田巖,柳健,田金文;一種光學(xué)圖像的快速超分辨率重建方法[J];紅外與毫米波學(xué)報;2004年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 黃衛(wèi)東;;基于環(huán)境感知的應(yīng)急管理知識需求研究[A];第四屆中國軟件工程大會論文集[C];2007年

2 宮月菲;曹德忠;汪凱戈;;光學(xué)圖像的無噪聲放大[A];第十屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會論文論文集[C];2002年

3 王陳琦;李炳法;王霞;;環(huán)境感知移動計算的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計[A];’2004計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)交流會議論文集[C];2004年

4 歐建良;魏祥泉;郭祖茂;朱遵尚;苑云;尚洋;;對地觀測光學(xué)圖像三維測量中的密集匹配精度評估[A];第十三屆全國實驗力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

5 郭烈;王榮本;毛曉燕;金立生;張明恒;;基于機(jī)器視覺的環(huán)境感知坑檢測方法研究[A];中國宇航學(xué)會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第二屆學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 余曉潔　劉慧;中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要抓機(jī)遇迎挑戰(zhàn)[N];中國信息報;2014年

2 記者 余曉潔 劉慧;我國機(jī)器人市場仍被外國巨頭“壟斷”[N];新華每日電訊;2014年

3 本報記者 佘惠敏;中國機(jī)器人市場決勝未來[N];經(jīng)濟(jì)日報;2014年

4 嘯面虎;抖動無罪 防抖有理[N];中國計算機(jī)報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王科;城市交通中智能車輛環(huán)境感知方法研究[D];湖南大學(xué);2013年

2 朱錫芳;光學(xué)圖像去云霧方法研究[D];南京理工大學(xué);2008年

3 王立;基于分布式光纖傳感的智能環(huán)境感知技術(shù)研究[D];南開大學(xué);2008年

4 趙竹新;基于線陣光學(xué)圖像的運動參數(shù)測量技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

5 王運鋒;SAR圖像與光學(xué)圖像數(shù)據(jù)融合算法研究[D];電子科技大學(xué);2003年

6 朱蘭香;基于電磁環(huán)境感知的MIMO雷達(dá)信號處理的理論與方法研究[D];吉林大學(xué);2013年

7 楊沙洲;基于環(huán)境感知的操作系統(tǒng)高產(chǎn)出率優(yōu)化技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳昊升;光學(xué)圖像的多粒度環(huán)境感知算法[D];鄭州大學(xué);2017年

2 安萬里;溫室物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境感知終端研發(fā)[D];河北大學(xué);2015年

3 許湘敏;云制造理念下基于本體及其環(huán)境感知的作業(yè)車間調(diào)度問題研究[D];華南理工大學(xué);2015年

4 胡華琴;高中生英語課堂環(huán)境感知的調(diào)查研究[D];江西師范大學(xué);2015年

5 羅冰妮;基于環(huán)境感知的空天網(wǎng)絡(luò)動態(tài)路由技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

6 許博聞;環(huán)境感知的智能場景分析技術(shù)的研究[D];黑龍江大學(xué);2015年

7 黎永妍;初中生英語課堂環(huán)境感知的調(diào)查研究[D];廣西師范大學(xué);2015年

8 張浩;面向環(huán)境感知的BPEL服務(wù)組合技術(shù)研究[D];南京大學(xué);2014年

9 徐家客;環(huán)境感知安全技術(shù)和安全驅(qū)動建模理論研究[D];吉林大學(xué);2016年

10 孫巖;Alpha噪聲背景下基于電磁環(huán)境感知的MIMO雷達(dá)技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2016年

，

本文編號：1282225