移動機器人是集信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)于一身的高科技產(chǎn)物。為了保障移動機器人能在復(fù)雜環(huán)境下高效地、可靠地工作,首先必須創(chuàng)建環(huán)境地圖。隨著三維空間測量技術(shù)的發(fā)展,利用三維空間信息來創(chuàng)建環(huán)境三維地圖成為一種發(fā)展趨勢。為此,本文基于三維地圖創(chuàng)建的等高線法,對三維地圖創(chuàng)建方法、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征提取和圖像匹配等方面進行分析研究,為后續(xù)的定位和導(dǎo)航做了理論鋪墊。本文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果如下:1.結(jié)合三維地圖構(gòu)建的發(fā)展現(xiàn)狀和理論基礎(chǔ),提高三維地圖構(gòu)建的實時性和魯棒性,提出一種移動機器人三維地圖構(gòu)建的等高線法。2.深入研究點云數(shù)據(jù)的采集方法、點云坐標變換公式,針對三維地圖構(gòu)建的等高線法采用一種8-鄰域方法實現(xiàn)噪音點的去除。3.討論特征提取的方法及步驟,主要包括邊界特征提取和逆向工程兩個方面。對于等高線法提出數(shù)據(jù)預(yù)處理以及特征點、特征線、特征面構(gòu)造的方法,將線性擬合和最小二乘法相結(jié)合實現(xiàn)快速構(gòu)造。4.對于點云數(shù)據(jù)的圖像匹配,選取快速高效的ICP算法及針對等高線法的改進算法,完成對數(shù)據(jù)的采集及分析,應(yīng)用等高線法完成整個三維模型的建立。
【學(xué)位單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TP391.41;TP242
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 課題意義
    1.2 三維地圖研究現(xiàn)狀
        1.2.1 地圖創(chuàng)建方法研究
        1.2.2 三維地圖構(gòu)建的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 等高線法構(gòu)建三維地圖
        1.3.1 三維地圖構(gòu)建傳統(tǒng)方法介紹
        1.3.2 三維地圖構(gòu)建等高線法介紹
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 基于等高線法的點云數(shù)據(jù)采集和處理
    2.1 引言
    2.2 點云數(shù)據(jù)信息的采集
        2.2.1 點云數(shù)據(jù)采集方法
        2.2.2 基于等高線法的數(shù)據(jù)采集
    2.3 基于等高線法的點云坐標的變換
        2.3.1 平移變換
        2.3.2 旋轉(zhuǎn)變換
    2.4 基于等高線法的點云去噪
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于等高線法的特征提取
    3.1 引言
    3.2 基于等高線法的邊界特征點提取
    3.3 基于等高線法的逆向工程
        3.3.1 特征點構(gòu)造
        3.3.2 特征線構(gòu)造
        3.3.3 特征面構(gòu)造
    3.4 基于等高線法的特征提取實驗及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于等高線法的圖像匹配
    4.1 引言
    4.2 圖像匹配概述
    4.3 圖像匹配分類
    4.4 ICP算法的基本原理及應(yīng)用
        4.4.1 對應(yīng)點集匹配的單元四要素法
        4.4.2 ICP算法基本原理
        4.4.3 基于等高線法的圖像匹配的ICP算法的改進
    4.5 基于等高線法的圖像匹配實驗及分析
    4.6 完整三維模型的建立
    4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本文結(jié)論
    5.2 工作展望
參考文獻
致謝

【相似文獻】

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本文編號：2849064