發(fā)布時間：2016-11-04 17:53

  本文關(guān)鍵詞：基于圖像的計算機物體識別研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《廣東工業(yè)大學》 2016年

基于ROS和點云庫的室內(nèi)三維物體識別與姿態(tài)估計

鄢武  

【摘要】：近幾年,伴隨著人工智能、智能家居的快速發(fā)展,越來越多的服務(wù)型機器人出現(xiàn)我們的視野中,而在室內(nèi)環(huán)境下的物體識別與姿態(tài)估計是服務(wù)機器人必備的一個技能。因此,本文以廣東工業(yè)大學機器人實驗室的實驗設(shè)備KUKA youBot機器人作為研究平臺,以開源機器人操作系統(tǒng)ROS和點云庫PCL為工具,利用Kinect作為數(shù)據(jù)源,針對室內(nèi)環(huán)境下的三維物體識別與6自由度姿態(tài)估計問題進行了深入研究,目的是為機器人后續(xù)的自主抓夾提供基礎(chǔ)。首先,本文介紹了機器人平臺和Kinect深度傳感器的一些基本原理,然后簡單介紹了ROS和PCL,隨后將獲取到的點云進行預處理,為下一步分割工作做準備。接著,針對室內(nèi)環(huán)境有大量平面的特性,利用RANSAC算法提取出平面,再對剩余部分進行聚類分割。借助于同一個物體多視角下模型,使用全局不變幾何特征CVFH來建立模型數(shù)據(jù)庫,最后利用HDF5和kd-tree建立索引,采用FLANN進行最近鄰匹配以達到自動識別目標聚類的效果。然后,要獲取姿態(tài)需要將場景目標和數(shù)據(jù)庫中的模板對齊,以獲得他們之間的旋轉(zhuǎn)和平移關(guān)系。但這里只能求得5個自由度,因為相機roll角的變化不會令CVFH全局幾何特征發(fā)生變化,因此還需要利用CRH來單獨計算roll角。再次,為了使最終的結(jié)果更精確,加入兩個對于識別和姿態(tài)估計的優(yōu)化步驟。首先利用ICP來對對齊部分進行優(yōu)化,接著加入全局假設(shè)驗證(Global Hypothesis Verification)來剔除誤判的目標。最后,對深度相機和機器人進行標定,在獲得物體位姿后利用機械臂運動學反解得到關(guān)節(jié)角,進行了仿真分析,驗證識別流程和姿態(tài)估計方案的有效性,充分提高了機器人的智能化水平。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李新德;劉苗苗;徐葉帆;雒超民;;一種基于2D和3D SIFT特征級融合的一般物體識別算法[J];電子學報;2015年11期

2 計時鳴;黃希歡;;工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J];機電工程;2015年01期

3 王孫平;田喬;傅世忱;邵曉鵬;;QR碼導航的室內(nèi)目標搜尋機器人研究[J];計算機系統(tǒng)應(yīng)用;2014年01期

4 柯翔;陳小平;靳國強;王鋒;郭群;;一種適用于室內(nèi)服務(wù)機器人的實時物體識別系統(tǒng)[J];計算機系統(tǒng)應(yīng)用;2013年10期

5 譚民;王碩;;機器人技術(shù)研究進展[J];自動化學報;2013年07期

6 李航;宋春華;羅勝彬;韋興平;劉小利;;機器人的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J];微特電機;2013年04期

7 紀玉山;滕菲;;中國人口老齡化對經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的影響研究[J];社會科學輯刊;2013年01期

8 王田苗;陶永;陳陽;;服務(wù)機器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];中國科學:信息科學;2012年09期

9 宋章軍;;服務(wù)機器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];集成技術(shù);2012年03期

10 嵇鵬程;沈惠平;;服務(wù)機器人的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J];常州大學學報(自然科學版);2010年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊揚;基于機器視覺的服務(wù)機器人智能抓取研究[D];上海交通大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 常旭劍;基于FAST檢測及SIFT描述的特征檢測算法[D];中北大學;2015年

2 石廣升;基于Kinect的物體三維模型構(gòu)建和姿態(tài)估計方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 林志強;面向智能服務(wù)機器人的物體感知研究[D];中國科學技術(shù)大學;2014年

4 孫小凱;基于RGB-D信息的物體定位與識別[D];浙江大學;2014年

5 朱曉莉;家庭服務(wù)機器人物體識別與抓取的研究[D];中國計量學院;2013年

6 曹海龍;基于RGBD數(shù)據(jù)的快速三維物體檢測[D];上海交通大學;2013年

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王婷;胥芳;譚大鵬;張立彬;;基于DPWS與Petri網(wǎng)的機器人自適應(yīng)監(jiān)控架構(gòu)與服務(wù)方法研究[J];機電工程;2016年08期

2 胡志斌;盧燕;;機械化機器人焊接管理技術(shù)研究[J];科技傳播;2016年15期

3 沈麗云;;“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的機器人發(fā)展淺析[J];通信電源技術(shù);2016年04期

4 田彥濤;孫中波;李宏揚;王靜;;動態(tài)雙足機器人的控制與優(yōu)化研究進展[J];自動化學報;2016年08期

5 趙朋飛;胡國清;孫奇?zhèn)?焦亮;;一種單自由度平面多關(guān)節(jié)機械手臂的設(shè)計與研究[J];機電工程;2016年07期

6 彭海軍;李飛;高強;陳飆松;吳志剛;鐘萬勰;;多體系統(tǒng)軌跡跟蹤的瞬時最優(yōu)控制保辛方法[J];力學學報;2016年04期

7 朱桁序;姜文剛;林永才;;用于機器人示教的人體手臂運動捕捉方法研究[J];電子測量技術(shù);2016年07期

8 歷美岑;辛穎;;森林工程專業(yè)的機器人技術(shù)基礎(chǔ)課程改革研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2016年15期

9 楊文健;楊紅倩;;江蘇省人口老齡化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整研究[J];江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院學報;2016年03期

10 韓文超;黃衛(wèi)華;;基于聲信號反饋的葫蘆絲演奏機器人仿真設(shè)計[J];傳感器與微系統(tǒng);2016年06期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王德海;基于雙目立體視覺的目標識別與抓取定位[D];吉林大學;2016年

2 鄢武;基于ROS和點云庫的室內(nèi)三維物體識別與姿態(tài)估計[D];廣東工業(yè)大學;2016年

3 王利國;文化主題園區(qū)虛擬場景構(gòu)建與交互技術(shù)研究[D];中北大學;2016年

4 宋文豪;基于圖像的計算機物體識別研究[D];河北科技大學;2015年

5 賈雪偉;多智能體視覺定位及協(xié)調(diào)編隊控制策略研究[D];燕山大學;2015年

6 尤揚;基于模糊控制的新型循跡智能小車設(shè)計[D];沈陽工業(yè)大學;2015年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李新德;潘錦東;DEZERT Jean;;一種基于DSmT和HMM的序列飛機目標識別算法[J];自動化學報;2014年12期

2 沈建新;田威;;基于工業(yè)機器人的飛機柔性裝配技術(shù)[J];南京航空航天大學學報;2014年02期

3 計時鳴;姜文雍;蔡東海;金明生;蔡姚杰;邱毅;;軟固結(jié)氣壓砂輪磨粒磨損研究[J];機電工程;2014年03期

4 馮華山;秦現(xiàn)生;王潤孝;;航空航天制造領(lǐng)域工業(yè)機器人發(fā)展趨勢[J];航空制造技術(shù);2013年19期

5 計時鳴;丁潔瑾;金明生;敖海平;;軟固結(jié)氣壓砂輪的質(zhì)量評價及試驗研究[J];機電工程;2013年01期

6 趙杰;張赫;劉玉斌;陳甫;;六足機器人HITCR-Ⅰ的研制及步行實驗[J];華南理工大學學報(自然科學版);2012年12期

7 范新南;丁朋華;劉俊定;張學武;;融合灰度和SURF特征的紅外目標跟蹤[J];中國圖象圖形學報;2012年11期

8 張瑞軍;張化凱;;家庭服務(wù)機器人目標識別和導航方法研究[J];信息技術(shù)與信息化;2012年05期

9 鄧宗全;范雪兵;高海波;丁亮;;載人月球車移動系統(tǒng)綜述及關(guān)鍵技術(shù)分析[J];宇航學報;2012年06期

10 張萬緒;趙陳威;張雅愛;盧恩超;卓強輝;;基于視覺的智能移動機器人的運動目標檢測與跟蹤[J];西北大學學報(自然科學版);2012年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李國棟;服務(wù)機器人智能空間中機器視覺測量技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];山東大學;2012年

2 薛英花;智能空間中基于多模式信息獲取的物品定位與物品管理[D];山東大學;2011年

3 余蕾斌;全方位移動仿人型機器人運動規(guī)劃研究[D];上海交通大學;2010年

4 趙立軍;室內(nèi)服務(wù)機器人移動定位技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 謝正;基于特征點的快速圖像匹配算法研究[D];國防科學技術(shù)大學;2011年

2 張林;家庭服務(wù)機器人物品搜尋與定位技術(shù)研究[D];山東大學;2009年

3 穴洪濤;家庭環(huán)境下基于QR Code的多種類物體識別和抓取[D];山東大學;2007年

4 吳曉曉;基于信息融合的室外移動機器人定位理論及技術(shù)研究[D];首都師范大學;2006年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葉愛芬;龔聲蓉;王朝暉;劉純平;;基于隨機分布估計的點云密度提取[J];計算機工程;2009年04期

2 梁新合;梁晉;郭成;曹巨明;;法向約束的多幅點云數(shù)據(jù)融合算法[J];西安交通大學學報;2009年05期

3 孟凡文;吳祿慎;;用繼承與優(yōu)化算法精密拼接無序點云[J];光學精密工程;2009年04期

4 李海亮;鄧非;李剛;;攝影測量激光點云空洞修補[J];測繪科學;2010年05期

5 張晶;楊云生;豐少偉;;基于點云法矢變化的點云簡化方法研究[J];計算機與數(shù)字工程;2011年12期

6 李曉久;景曉寧;;基于非接觸式測量的人體點云簡化方法[J];紡織學報;2012年07期

7 高恩陽;鄭昊鴻;;點云數(shù)據(jù)濾波方法綜述[J];科技資訊;2012年33期

8 范然;金小剛;;大規(guī)模點云選擇及精簡[J];圖學學報;2013年03期

9 李偉;李旭東;趙慧潔;張穎;;基于姿態(tài)標準化的線特征點云提取方法[J];北京航空航天大學學報;2013年08期

10 錢偉春;3DSMAX中動態(tài)云的制作[J];多媒體世界;1999年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李文濤;韋群;楊海龍;;基于圖像的點云生成和預處理[A];2011年全國通信安全學術(shù)會議論文集[C];2011年

2 蔡來良;李儒;;點云數(shù)據(jù)處理算法與實現(xiàn)初步研究[A];第四屆“測繪科學前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

3 馬國慶;陶萍萍;楊周旺;;點云空間曲線的微分信息計算及匹配方法[A];第四屆全國幾何設(shè)計與計算學術(shù)會議論文集[C];2009年

4 江倩殷;劉忠途;李熙瑩;;一種有效的點云精簡算法[A];第十五屆全國圖象圖形學學術(shù)會議論文集[C];2010年

5 解輝;張愛武;孟憲剛;;機載激光點云快速繪制方法[A];第二十五屆全國空間探測學術(shù)研討會摘要集[C];2012年

6 李凱;張愛武;;基于激光點云的糧倉儲糧數(shù)量測量方法[A];第二屆“測繪科學前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2010年

7 朱曉強;余燁;劉曉平;袁曉輝;Bill P.Buckles;;基于航拍圖像和LiDAR點云的城市道路提取[A];全國第19屆計算機技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學術(shù)會議論文集（上冊）[C];2008年

8 劉虎;;基于線性八叉樹的點云簡化與特征提取研究[A];促進科技經(jīng)濟結(jié)合，服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展——蚌埠市科協(xié)2012年度學術(shù)年會論文集[C];2012年

9 李濱;王佳;;基于點云的建筑測繪信息提取[A];第四屆“測繪科學前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

10 楊雪春;;反求工程建模中點云切片技術(shù)研究[A];全國先進制造技術(shù)高層論壇暨第八屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)研討會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 曹裕華 高化猛 江鴻賓;[N];解放軍報;2013年

2 中國工程院院士 劉先林;[N];中國測繪報;2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 彭檢貴;融合點云與高分辨率影像的城區(qū)道路提取與表面重建研究[D];武漢大學;2012年

2 劉涌;基于連續(xù)序列自動快速拼接的全方位三維測量技術(shù)研究[D];西南交通大學;2013年

3 袁小翠;產(chǎn)品表面缺陷視覺檢測數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南昌大學;2015年

4 韓峰;基于點云信息的既有鐵路狀態(tài)檢測與評估技術(shù)研究[D];西南交通大學;2015年

5 金龍存;3D點云復雜曲面重構(gòu)關(guān)鍵算法研究[D];上海大學;2012年

6 李揚彥;基于點云的三維重建與形變事件分析[D];中國科學院深圳先進技術(shù)研究院;2013年

7 楊德賀;面向虛擬測方系統(tǒng)的點云聚類與擬合理論[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2014年

8 何朝明;離散點云處理的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學;2007年

9 孟凡文;面向光柵投影的點云預處理與曲面重構(gòu)技術(shù)研究[D];南昌大學;2010年

10 李寶;三維點云的魯棒處理技術(shù)研究[D];國防科學技術(shù)大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 段紅娟;點云圖像交互式曲線骨架提取技術(shù)及其應(yīng)用[D];西南交通大學;2015年

2 張永恒;散亂點云數(shù)據(jù)配準方法研究[D];長安大學;2015年

3 吳愛;面向特征擬合的點云簡化方法研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2015年

4 薛廣順;基于立體視覺的牛體點云獲取方法研究與實現(xiàn)[D];西北農(nóng)林科技大學;2015年

5 呂超;異型面工件定位裝配系統(tǒng)測控技術(shù)研究[D];北京交通大學;2016年

6 劉婷玉;基于逆向工程的曲面模型數(shù)字化技術(shù)研究[D];華東理工大學;2016年

7 羅寒;地面激光掃描三維模型重建技術(shù)研究[D];東華理工大學;2016年

8 劉群;基于小光斑機載LiDAR數(shù)據(jù)的單木三維分割[D];北京林業(yè)大學;2016年

9 張巍;基于深度相機Kinect的植物葉片重建研究[D];江蘇大學;2016年

10 謝穎;基于三維激光掃描的糧倉儲量測量中點云數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究[D];華東師范大學;2016年

  本文關(guān)鍵詞：基于圖像的計算機物體識別研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：164493