全景移動機器人SLAM關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

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

2、真實驗驗證了EKF算法的有效性;然后針對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特征提取算法來實現(xiàn)全景圖像的特征提取，并通過一系列的實驗驗證了SIFT特征提取與匹配算法的魯棒性和穩(wěn)定性，為后續(xù)的特征點三維重建以及機器人地圖創(chuàng)建提供可靠的觀測信息。
　　其次，本文設(shè)計了兩種針對全景視覺系統(tǒng)標定的方法，來實現(xiàn)對全景視覺系統(tǒng)的精確標定;然后本文對全景視覺系統(tǒng)的成像原理進行了研究，并在此基礎(chǔ)上，同時輔

3、助里程計的信息，提出了一種基于立體視覺的特征點三維重建理論和方法，而且通過設(shè)計三維重建實驗驗證了本文提出的三維重建方法誤差較小，為全景移動機器人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)計了SLAM的體系結(jié)構(gòu)，提出了應(yīng)用于全景移動機器人的SLAM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架。對系統(tǒng)的各模塊的關(guān)鍵技術(shù)和難點問題提出了解決方案和具體的實現(xiàn)辦法。本文首先采用仿真的辦法，通過對傳感器設(shè)置不同的觀測范圍來實現(xiàn)基于普通視覺SLAM和基于