基于RGB-D傳感器的移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人功能軟件開(kāi)發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、目標(biāo)人跟蹤、交互識(shí)別等是移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人基本功能，在機(jī)場(chǎng)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(jué)傳感器的移動(dòng)機(jī)器人目標(biāo)人跟蹤服務(wù)具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，本文圍繞公共場(chǎng)所復(fù)雜動(dòng)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(shí)別功能軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)采用Turtlebot移動(dòng)機(jī)器人硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和ROS(Robot Operating System)機(jī)器人操作系統(tǒng)軟件開(kāi)

2、發(fā)平臺(tái)，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(kù)PCL實(shí)現(xiàn)跟蹤服務(wù)和交互識(shí)別功能軟件的開(kāi)發(fā)。
　　論文綜述了移動(dòng)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(chǎng)所復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)功能需求，設(shè)計(jì)給出了系統(tǒng)框架和功能軟件架構(gòu)。功能軟件包含三個(gè)模塊:目標(biāo)人特征提取和檢測(cè)、目標(biāo)人跟蹤、交互式避障跟蹤應(yīng)用模塊。首先通過(guò)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

3、檢測(cè)。針對(duì)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(dòng)趨勢(shì)估計(jì)、目標(biāo)區(qū)域顏色分布統(tǒng)計(jì)特征和目標(biāo)區(qū)域形態(tài)特征三個(gè)通道的信息進(jìn)行融合，提高了動(dòng)態(tài)干擾情況下的跟蹤可靠性。接著論述了跟蹤過(guò)程中融合RGB-D傳感器和激光傳感器的動(dòng)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(dòng)控制，同時(shí)設(shè)計(jì)了基于網(wǎng)絡(luò)和基于手勢(shì)的兩種人機(jī)交互接口，有效提高了移動(dòng)機(jī)器人的智能化水平。最后通過(guò)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)人體目標(biāo)跟蹤實(shí)驗(yàn)，避障