基于kinect與三維激光協(xié)同的多類物體檢測與跟蹤

1、碩士學(xué)位論文基于基于KinectKinect與三維激光協(xié)同的多類物體檢測與與三維激光協(xié)同的多類物體檢測與跟蹤跟蹤DetectionTrackingofMultipleObjectsBasedonKinect3DLaserScannerCooperation作者姓名：郭迪學(xué)科、專業(yè)：控制科學(xué)與工程學(xué)號：21424013指導(dǎo)教師：莊嚴(yán)教授完成日期：大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology萬方數(shù)據(jù)大連理工大學(xué)碩士學(xué)

2、位論文I摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及新型傳感器的快速發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用也越來越廣泛。工業(yè)機(jī)器人對工作場景及工作物件的準(zhǔn)確感知，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測是人機(jī)交互系統(tǒng)感知信息的前提和基礎(chǔ)。本文使用三維激光測距系統(tǒng)和Kinect傳感器協(xié)同工作，共同實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人對工作場景及工作物件的準(zhǔn)確感知及信息獲取，再利用三維點(diǎn)云處理算法，來提取工作場景中的點(diǎn)云信息，主要應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人對工作環(huán)境理解等人工智能領(lǐng)域。教研室自主搭建工業(yè)機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺，平臺中搭載Kinec

3、t傳感器和三維激光測距系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了一種基于Kinect傳感器與三維激光測距系統(tǒng)協(xié)同的工件位姿在線檢測方法。該方法使用Kinect傳感器與三維激光測距系統(tǒng)之間協(xié)同工作進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對獲取點(diǎn)云的預(yù)處理、Kinect傳感器與三維激光測距系統(tǒng)之間的聯(lián)合標(biāo)定獲得坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)平移矩陣，并使用SVM分類器對工作空間中的人手及工作物件進(jìn)行分類，以實(shí)現(xiàn)工作環(huán)境中的目標(biāo)檢測。由于Kinect傳感器實(shí)時(shí)性好，但是存在點(diǎn)云稀疏、數(shù)據(jù)精度不夠的缺點(diǎn)，而三維

4、激光測距系統(tǒng)精度高，點(diǎn)云數(shù)據(jù)精確，但是存在獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)較慢、精度測距與掃描速率存在矛盾關(guān)系等問題；因此，將兩種傳感器協(xié)同工作，相互彌補(bǔ)之間的不足，可以很好的發(fā)揮相互之間的優(yōu)點(diǎn)，并彌補(bǔ)兩種傳感器存在的不足。Kinect傳感器與三維激光測距系統(tǒng)的協(xié)同在線檢測是先通過目標(biāo)檢測獲取工作物件，使用Kinect傳感器獲取工作空間中的點(diǎn)云信息，使用柵格化的方法提取工作物件，將工作物件在Kinect傳感器坐標(biāo)系下的點(diǎn)云信息經(jīng)過旋轉(zhuǎn)平移矩陣轉(zhuǎn)換到三維激光

5、測距系統(tǒng)的坐標(biāo)系下，并實(shí)時(shí)計(jì)算角度，完成對工作空間的劃分，確定含有工作物件的空間為精細(xì)掃描區(qū)域，無目標(biāo)的空間為快速掃描區(qū)域，將判定結(jié)果換算成三維激光測距系統(tǒng)所要掃描的模式，并通過不同的掃描模式獲取工作物件的點(diǎn)云信息和空間信息，最后對三維激光測距系統(tǒng)獲取的點(diǎn)云信息進(jìn)行處理，獲取工作物件實(shí)時(shí)精確的點(diǎn)云信息。這樣有助于提升工業(yè)機(jī)器人高效準(zhǔn)確獲取工作物件的精確尺寸信息和位姿信息，并提高精度及工作效率。關(guān)鍵詞：三維激光測距；Kinect傳感器；物