基于RGB-D的移動(dòng)機(jī)器人目標(biāo)檢測(cè)與定位.pdf

1、為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)其視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)感知環(huán)境，使其能夠在環(huán)境中自主運(yùn)動(dòng)，從而獲得更廣的適用范圍。本論文從移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)、多視角目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)定位等幾個(gè)方面展開(kāi)研究。
　　視覺(jué)系統(tǒng)分為硬件組成和軟件架構(gòu)兩個(gè)方面。在硬件組成方面，以Pioneer3-AT型移動(dòng)機(jī)器人為研究平臺(tái)，在其上裝載一個(gè)二自由度的云臺(tái)PTU-46,使得相機(jī)可以在不改變移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況下，通過(guò)云臺(tái)上下俯仰和左右轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)全方位地觀察整個(gè)環(huán)境。在軟件架構(gòu)方面，隨著

2、機(jī)器人領(lǐng)域的快速發(fā)展和復(fù)雜化，代碼復(fù)用和模塊化的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。本文基于ROS(Robot Operating System，ROS)來(lái)構(gòu)建移動(dòng)機(jī)器人的軟件系統(tǒng)，采用節(jié)點(diǎn)式的結(jié)構(gòu)將一項(xiàng)功能分成不同的小功能，而每一個(gè)小功能又能自由地組合。這使得執(zhí)行程序可以各自獨(dú)立地設(shè)計(jì)，并且可以松散地、實(shí)時(shí)地組合起來(lái)。
　　目標(biāo)可能會(huì)以各種不同的姿態(tài)出現(xiàn)在移動(dòng)機(jī)器人視野范圍內(nèi)。為了移動(dòng)機(jī)器人可以檢測(cè)出各個(gè)視角下的物體。首先，使用Adaboost算法

3、學(xué)習(xí)基于類Haar型特征的檢測(cè)器。其次，針對(duì)多視角目標(biāo)檢測(cè)問(wèn)題訓(xùn)練基于視圖的瀑布型檢測(cè)器。最后，通過(guò)各個(gè)子類檢測(cè)器的組合實(shí)現(xiàn)多視角目標(biāo)檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此方法十分有效。
　　基于二維圖像的方法一般較難實(shí)現(xiàn)快速且準(zhǔn)確的目標(biāo)定位，而基于深度圖像的方法可以快速且準(zhǔn)確地得到目標(biāo)的空間位置信息。對(duì)于基于深度圖像的目標(biāo)定位問(wèn)題，首先，分析了傳統(tǒng)相機(jī)使用的針孔模型在定位問(wèn)題上的局限性。其次，闡述深度圖像數(shù)據(jù)的意義，并對(duì)其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。再次