融合圖像與深度信息的移動機(jī)器人室內(nèi)三維地圖構(gòu)建.pdf

1、移動機(jī)器人三維環(huán)境建模有著重要的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。在軍事上,三維地形可視化能力可以為作戰(zhàn)提供重要情報信息。在對未知或危險環(huán)境進(jìn)行探索時,如進(jìn)行太空、海底、礦井環(huán)境探索時,三維環(huán)境地圖構(gòu)建可以幫助人們了解未知環(huán)境信息,進(jìn)而指導(dǎo)移動機(jī)器人完成特定任務(wù)。而在日常生活中,在大型環(huán)境如機(jī)場、商場、倉庫等環(huán)境中,良好的可視化功能及人機(jī)交互界面三維模型可以提供更多的信息,從而可以更加有效地完成監(jiān)控和導(dǎo)航任務(wù)。
　　 本文以Pionee

2、r3-AT。移動機(jī)器人為實驗平臺,在實際室內(nèi)環(huán)境中,隨著機(jī)器人的移動,運(yùn)用Kinect攝像頭采集環(huán)境的彩色圖像及深度信息,并由這些信息來實現(xiàn)環(huán)境的三維建模。在室內(nèi)三維環(huán)境建模實現(xiàn)框架中,文中先采用SIYRF算法對彩色圖像進(jìn)行特征提取;隨后結(jié)合深度信息,運(yùn)用隨機(jī)采樣一致性方法估計參考圖像與待匹配圖像對應(yīng)點之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并基于此轉(zhuǎn)換關(guān)系將兩幅圖像進(jìn)行初始配準(zhǔn);接著用廣義的最近點迭代算法來計算圖像之間更加精確的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并將圖像進(jìn)行進(jìn)一步配

3、準(zhǔn),同時,運(yùn)用該轉(zhuǎn)換關(guān)系還可以估計出機(jī)器人的運(yùn)動軌跡;然后,將配準(zhǔn)好的圖像運(yùn)用通用圖優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化,得到環(huán)境的三維點云圖;最后,采用基于八叉樹的柵格占據(jù)模型將三維點云圖立體柵格化,得到室內(nèi)環(huán)境的三維立體柵格地圖。
　　 相比其他的三維環(huán)境建模方法,本文中運(yùn)用廣義的最近點迭代算法進(jìn)行圖像間的配準(zhǔn),由于引入了概率模型,而且將傳統(tǒng)點與點之間的匹配擴(kuò)展到面與面之間的匹配,大大提高了匹配的精度;同時,由于運(yùn)用了八叉樹柵格占據(jù)模型來繪制三