移動(dòng)機(jī)器人準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化環(huán)境中三維場(chǎng)景重構(gòu).pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境中不依賴GPS信息的自主定位和主動(dòng)三維場(chǎng)景感知一直都是機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。移動(dòng)機(jī)器人自主定位是進(jìn)行后續(xù)的避障、導(dǎo)航等任務(wù)的前提，而對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行三維感知與重構(gòu)則在服務(wù)機(jī)器人、空間探索、災(zāi)難救援等應(yīng)用上有著廣闊的應(yīng)用前景。本文使用基于雙目視覺的視覺里程計(jì)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人未知環(huán)境中自主定位，并利用自主研發(fā)的三維激光測(cè)距系統(tǒng)完成多視點(diǎn)三維場(chǎng)景重構(gòu)。
　　本文基于雙目視覺構(gòu)建視覺里程計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由特征點(diǎn)提取與匹配、離

2、群點(diǎn)剔除、位姿估計(jì)等部分組成，最終得到雙目視覺傳感器的位姿信息。為解決特征點(diǎn)匹配對(duì)數(shù)量過多和數(shù)量變化波動(dòng)的問題，本文使用一種基于迭代的圖像分塊方法，有效的保證了運(yùn)算速度和運(yùn)算頻率的穩(wěn)定性。針對(duì)RANSAC算法在離群點(diǎn)數(shù)量較多時(shí)精度較差的缺點(diǎn)，在離群點(diǎn)剔除模塊中采用最大團(tuán)優(yōu)化的方法進(jìn)行改進(jìn)，能夠得到更加準(zhǔn)確的雙目視覺三維位姿與圖像特征點(diǎn)構(gòu)成的三維點(diǎn)云。
　　在三維重構(gòu)中由于視覺傳感器的感知范圍有限，使用基于二維Hokuyo激光改造的

3、三維激光來感知周邊環(huán)境的三維信息。在SmartROB移動(dòng)機(jī)器人上完成各個(gè)傳感器模塊的空間關(guān)系標(biāo)定，利用視覺里程計(jì)的位姿信息進(jìn)行三維點(diǎn)云校正。通過在場(chǎng)景中以不同視點(diǎn)采集三維數(shù)據(jù)的方法獲得整個(gè)場(chǎng)景的三維信息，最終實(shí)現(xiàn)大范圍三維場(chǎng)景重構(gòu)。為提高三維重構(gòu)的效率，利用光電碼盤里程計(jì)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中三維場(chǎng)景重構(gòu)，并針對(duì)場(chǎng)景重構(gòu)中存在的誤差問題提出使用點(diǎn)云配準(zhǔn)的方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
　　在SmartROB移動(dòng)機(jī)器人上以ROS（Robot Oper