面向室內(nèi)場景的空地多機(jī)器人協(xié)作環(huán)境感知.pdf

1、地面自主移動機(jī)器人具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，其可在條件惡劣的場景中執(zhí)行探索救援等多種任務(wù)。但由于其自身工作空間的限制，地面機(jī)器人只能獲取自身周圍的局部環(huán)境信息。四旋翼飛行器具有良好的靈活性和機(jī)動性，非常適合在近地面環(huán)境開展監(jiān)視、偵察等任務(wù)。與地面移動機(jī)器人相比，它可以在特定高度上對地面環(huán)境進(jìn)行大范圍的觀測，但是由于其續(xù)航能力有限，無法完成長時(shí)間的飛行任務(wù)。本文以自主研發(fā)的空地多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，開展多機(jī)器人面向室內(nèi)場景的空地協(xié)作環(huán)境感知研

2、究。
　　為完成地面三維環(huán)境的認(rèn)知，本文提出了一種基于三維激光測距的場景認(rèn)知方法，從而確保移動機(jī)器人在存在動態(tài)干擾（如運(yùn)動人體目標(biāo)）的大范圍室內(nèi)環(huán)境中具有自主場景認(rèn)知的能力。將三維激光點(diǎn)云轉(zhuǎn)換為二維的方向角圖，并在其中提取ORB(OrientedFASTandRotatedBRIEF)特征作為場景的局部特征，同時(shí)結(jié)合從原始三維點(diǎn)云中提取的全局空間特征，從而完成自主場景認(rèn)知的任務(wù)。利用包含30個(gè)房間（約1600m2）的大規(guī)模室內(nèi)場景

3、作為測試環(huán)境，采用配備有自主研發(fā)的三維激光測距系統(tǒng)的SmartROB2移動機(jī)器人平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的方法的有效性和對動態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性。
　　為擴(kuò)展地面移動機(jī)器人的感知范圍，采用四旋翼飛行器與其協(xié)作來完成大范圍、多視角的環(huán)境感知。通過對四旋翼飛行器進(jìn)行硬件改造（配備視覺系統(tǒng)、機(jī)載計(jì)算機(jī)以及通信模塊）和軟件系統(tǒng)的構(gòu)建，使其具有基于視覺的實(shí)時(shí)環(huán)境觀測和遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。在此基礎(chǔ)上，提出了飛行器針對地面起落標(biāo)志的檢測方法