基于深度視覺的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人SLAM算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)機(jī)器人的智能化程度要求越來(lái)越高，而利用移動(dòng)機(jī)器人對(duì)未知環(huán)境的感知?jiǎng)t是機(jī)器人智能化研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。移動(dòng)機(jī)器人的即時(shí)定位與地圖創(chuàng)建(SLAM,Simultaneous Localization and Mapping)則是其中一個(gè)重要的基本問(wèn)題，有效地解決SLAM問(wèn)題被認(rèn)為是真正實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人智能化的關(guān)鍵技術(shù)之一。近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)視覺研究的發(fā)展，視覺傳感器逐漸地被應(yīng)用到SLAM問(wèn)題中去，因此

2、，視覺SLAM逐漸興起成為了SLAM研究領(lǐng)域中的重要研究方向。
　　本文利用新型視覺傳感器 Kinect作為深度視覺傳感器，對(duì)于室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺SLAM算法進(jìn)行相關(guān)研究，針對(duì)傳統(tǒng)激光掃描儀在地圖創(chuàng)建中的缺點(diǎn)，提出了基于Kinect深度數(shù)據(jù)模擬激光掃描的二維SLAM算法；同時(shí)為了彌補(bǔ)單純的二維地圖應(yīng)用范圍較窄的問(wèn)題，提出了一種基于Kinect的移動(dòng)機(jī)器人三維SLAM方法，以便與二維地圖相結(jié)合而大大擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。本文主要研究?jī)?nèi)容包

3、括*：
　　首先，介紹了本課題研究中所使用的Kinect傳感器的主要結(jié)構(gòu)及其相關(guān)工作原理，同時(shí)結(jié)合 PowerBotTM型移動(dòng)機(jī)器人搭建了統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；同時(shí)定義了移動(dòng)機(jī)器人SLAM問(wèn)題中的坐標(biāo)系統(tǒng)模型以及環(huán)境地圖模型，并說(shuō)明了本文創(chuàng)建二維地圖時(shí)采用的柵格地圖表示方法，為文章后續(xù)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比設(shè)定了統(tǒng)一的移動(dòng)機(jī)器人坐標(biāo)系統(tǒng)模型以及地圖表示方式。
　　其次，針對(duì)傳統(tǒng)激光掃描儀在進(jìn)行地圖創(chuàng)建過(guò)程中僅能檢測(cè)特定平面中的障礙物的

4、問(wèn)題，提出了一種基于Kinect深度數(shù)據(jù)模擬激光掃描數(shù)據(jù)的SLAM算法進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境的二維地圖創(chuàng)建，所提方法通過(guò)Kinect傳感器采集室內(nèi)環(huán)境的彩色圖像和深度圖像，然后通過(guò)模擬激光掃描的方法獲得對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，同時(shí)本文還采用了一個(gè)Kinect模擬激光掃描儀的簡(jiǎn)單模擬方式，以此來(lái)減少模擬轉(zhuǎn)換時(shí)間，從而增加地圖創(chuàng)建的實(shí)時(shí)性，最后成功建立出更詳細(xì)、更接近真實(shí)環(huán)境的二維地圖。
　　最后，分析了二維地圖所具有的信息量單一導(dǎo)致其應(yīng)用范圍比較窄的