基于TOF相機的三維點云地圖創(chuàng)建和可視化研究.pdf

1、為了保障移動機器人在復(fù)雜未知環(huán)境下安全可靠、高效地運動和作業(yè)，首先必須實時構(gòu)建環(huán)境地圖。隨著三維空間測量技術(shù)的發(fā)展，利用三維空間信息來創(chuàng)建環(huán)境三維地圖成為一種新的發(fā)展趨勢，促進了移動機器人在復(fù)雜空間中作業(yè)能力的提高。而移動機器人應(yīng)用場合越來越復(fù)雜，相應(yīng)地要求具備更高的自主性和智能化水平。因此，對移動機器人環(huán)境地圖構(gòu)建提出了更高要求。為此，本文針對三維SLAM點云地圖創(chuàng)建中的關(guān)鍵技術(shù)難題采用輪式移動機器人搭載三維TOF相機和陀螺儀等環(huán)境空

2、間感知和位姿傳感器，實時采集環(huán)境三維空間信息和機器人運動信息，開展基于三維點云的移動機器人三維SLAM點云地圖的創(chuàng)建與可視化研究。
　　論文根據(jù)TOF三維相機獲取的三維點云數(shù)據(jù)特點，首先研究了基于ICP算法的點云匹配實現(xiàn)，通過大量試驗，分析了空間變化范圍、采樣模板等因素對場景中點云匹配精度和實時性的影響。在此基礎(chǔ)上，論文給出了基于KD樹算法的改進ICP點云匹配處理實現(xiàn)，試驗表明該方法在同等條件下可有效提高計算速度。
　　論文

3、為滿足場景三維地圖創(chuàng)建需求，結(jié)合TOF三維相機和里程計實時獲取的場景三維點云信息和機器人粗略運動信息，給出了基于ICP算法的三維點云地圖創(chuàng)建方案，分析了三維地圖創(chuàng)建過程中的誤差，并提出了解決方案。論文在實驗室場景完成了實際場景的三維地圖創(chuàng)建，驗證了本文方法的可行性和有效性。
　　論文依托上述理論研究，基于VC.net開發(fā)平臺，結(jié)合用Open Inventor三維可視化技術(shù)獨立開發(fā)了移動機器人三維點云地圖創(chuàng)建軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了移動機器