全景移動(dòng)機(jī)器人SLAM關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、SLAM技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航領(lǐng)域的熱門研究課題，是實(shí)現(xiàn)真正的自主移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵。而全景視覺傳感器具有360度全方位視角，信息豐富，非常適合用于移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航。本文的全景移動(dòng)機(jī)器人SLAM技術(shù)有效的結(jié)合了全景視覺和SLAM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
　　首先，本文用數(shù)學(xué)的方法對(duì)SLAM問題進(jìn)行了描述，同時(shí)回顧和總結(jié)了目前存在的移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建的方法，通過對(duì)各種算法的比較，本文選擇EKF算法來實(shí)現(xiàn)全景移動(dòng)機(jī)器人SLAM系統(tǒng)，并通過仿

2、真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了EKF算法的有效性;然后針對(duì)全景圖像存在畸變較大、特征提取困難的問題，本文提出使用具有較高魯棒性的SIFT特征提取算法來實(shí)現(xiàn)全景圖像的特征提取，并通過一系列的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了SIFT特征提取與匹配算法的魯棒性和穩(wěn)定性，為后續(xù)的特征點(diǎn)三維重建以及機(jī)器人地圖創(chuàng)建提供可靠的觀測(cè)信息。
　　其次，本文設(shè)計(jì)了兩種針對(duì)全景視覺系統(tǒng)標(biāo)定的方法，來實(shí)現(xiàn)對(duì)全景視覺系統(tǒng)的精確標(biāo)定;然后本文對(duì)全景視覺系統(tǒng)的成像原理進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上，同時(shí)輔

3、助里程計(jì)的信息，提出了一種基于立體視覺的特征點(diǎn)三維重建理論和方法，而且通過設(shè)計(jì)三維重建實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出的三維重建方法誤差較小，為全景移動(dòng)機(jī)器人SLAM研究提供高精度的特征地圖。
　　再次，本文從系統(tǒng)的角度設(shè)計(jì)了SLAM的體系結(jié)構(gòu)，提出了應(yīng)用于全景移動(dòng)機(jī)器人的SLAM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架。對(duì)系統(tǒng)的各模塊的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)問題提出了解決方案和具體的實(shí)現(xiàn)辦法。本文首先采用仿真的辦法，通過對(duì)傳感器設(shè)置不同的觀測(cè)范圍來實(shí)現(xiàn)基于普通視覺SLAM和基于