【摘 要】
:
智能制造作为继自动化制造后进一步的制造业形态而备受重视,而移动机器人作为实现制造业智能化的关键因素之一同样受到关注。移动机器人能否实现在陌生环境中完成自身位姿的感知以及获取环境中的语义信息是当下相关领域的研究前沿。基于上述原因,本课题主要研究基于深度学习的移动机器人三维语义地图构建方法,以深度相机作为视觉传感器,实现移动机器人对自身位置与周遭环境语义信息的感知,并以此实现周遭环境的三维语义地图的重
论文部分内容阅读
智能制造作为继自动化制造后进一步的制造业形态而备受重视,而移动机器人作为实现制造业智能化的关键因素之一同样受到关注。移动机器人能否实现在陌生环境中完成自身位姿的感知以及获取环境中的语义信息是当下相关领域的研究前沿。基于上述原因,本课题主要研究基于深度学习的移动机器人三维语义地图构建方法,以深度相机作为视觉传感器,实现移动机器人对自身位置与周遭环境语义信息的感知,并以此实现周遭环境的三维语义地图的重构。本文提出一种三维语义地图构建系统的整体设计方案,该方案在实现对移动机器人自身位姿估算的同时,亦可实现对环境内物体的语义信息感知并以此构建三维语义地图。本文关于三维语义地图构建系统的主要研究内容如下:首先,全面综合的阐述了基于深度相机的视觉SLAM系统,涵盖了深度相机的工作原理,畸变模型,视觉SLAM系统的基础架构。随后,提出三维语义地图构建系统的基础设计框架。其次,本文阐述了卷积神经网络的基本原理,并以此为基础设计目标检测与识别算法,实现对周遭环境中物体位置的检测以及种类的识别。目标检测与识别算法的网络模型设计基于CSPDarknet53框架下的YOLOv4模型,以MS COCO数据集训练模型参数,并测试其检测与识别效果。再次,设计了三维语义地图的构建算法,本文使用ORB-SLAM2系统对环境进行实时的三维稠密点云地图构建,再依据空间、几何以及纹理等特征针对稠密点云图进行实例的点云分割,并以K维树结构对点云图进行重构与存储。最后,搭建实验环境,将各模块进行融合,组建完整的三维语义地图构建系统。并在实验环境下对系统进行测试,系统可在实现对自身的位姿估算以及感知环境语义信息的同时,构建精度较高且可以理解的三维语义地图,证明了本课题三维语义地图构建系统的可行性。
其他文献
通过学具化学习可架构从形象思维向抽象思维发展、从经验思维向理论思维发展、从隐性思维向显性思维发展的桥梁,同时可基于学具化学习实施表现性评价,实现“教—学—评”的统一。
钛合金具有刚度高、导热系数小、弹性模量小等特点,广泛用于飞机发动机、医用器械等领域。由于钛合金属于难加工材料,尤其是在钻孔等半封闭式加工时,会产生散热困难、不易排屑、易划伤孔面、加工精度低、钻头磨损严重等问题。为解决难加工材料在钻削加工时存在的难题,引入超声振动钻削这种新型的加工方法。由于其改变传统钻削的运动特性,进而达到降低钻削力,扭矩的大小,提高加工质量的效果。在钻削过程中,钻削力是一个重要的
随着“中国制造2025”的提出,移动机器人广泛应用于智能制造领域。视觉SLAM作为移动机器人定位与导航的关键技术,引起了人们的普遍关注。闭环检测作为视觉SLAM的关键环节,为视觉SLAM的可靠性提供核心保障。缺乏有效闭环检测环节的视觉SLAM系统的可靠性是不可能实现的。传统的闭环检测方法多采用视觉词袋模型,所获得的图像特征都是人为设定的,依靠人类经验,因此传统方法准确率不高且用时较长。随着深度学习
RV减速器具有体积小、质量轻、传动比大、结构紧凑、传动精度高等一系列优点,广泛应用于工业机器人、航空航天、高精度机床等领域。目前我国的高精度RV减速器主要依赖进口,是制约我国机器人发展的“卡脖子”问题;RV减速器产业发展并不理想,大而不强,受到加工能力、检测技术和装配技术等多方面的限制,尚不具备超高精度RV减速器批量化生产能力。RV减速器零件的选配主要采用并不具备理论依据的现场经验简单选配的方式,
机器人球形关节作为一种新型机器人传动机构,可完成单关节多自由度旋转运动,具有结构简单、集成度高、运动平稳精确、响应速度快等一系列优点,在航空航天、智能汽车、生物医疗、高端制造检测装备等领域有广泛的应用前景。作为机器人结构的核心部件,球形关节的结构优化、控制精度、驱动算法、工程实践应用等方面一直是这个领域的研究热点。为改善球形关节结构刚度不足、可靠性低、驱动方式复杂、响应速度慢、难以实现产业化应用等
环氧树脂具有较高的粘接强度、优异的尺寸稳定性等优点,因易燃的缺陷限制了其运用的范围,通过添加膨胀阻燃剂可提升其阻燃性能,但大量添加才可达到理想的阻燃效果,影响了环氧树脂的机械性能、力学性能,因此需要采用协效阻燃技术。将六方氮化硼与鳞片状石墨同时片层剥离处理后,纳米六方氮化硼/石墨烯不仅具有超高比表面积和绿色无污染的优点,同时剥离后六方氮化硼/石墨烯的独特片层结构降低了外部热源对环氧树脂的影响,可作
多移动机器人协作在军事、国防,还是工业、生活等领域都展现了广泛的应用空间。例如,其在编队巡逻、环境探索、生产和运输等具体应用场合中均显示出了极大的优势。本文以轮式移动机器人为研究对象,以协同控制为应用背景,对轮式机器人的结构,移动机器人运动规划、协作定位、协同编队关键技术进行了研究。结合市场环境分析了轮式移动机器人对旅游业、游乐场等作业这种非结构性应用环境,结合机器人设计要求给出了解决方案。通过借
随着经济的发展,人们对健康食品的需求越来越大,肉鸡加工行业也在快速发展。鸡肉在肉制品加工市场上具有价格低、蛋白质含量高、营养丰富等优势,鸡肉制品越来越受到人们的欢迎。目前,加工成品的鸡肉丸存在脂肪含量高、弹性差的问题,影响鸡肉丸的营养和品质,因此,低脂、口感好、营养价值高的鸡肉丸是鸡肉制品行业的重要研究方向。在鸡肉丸的生产中添加磷酸酯淀粉,可以起到增稠剂、保水剂的作用,从而提高和改善鸡肉丸的品质;
铝合金金属反射镜因其质量轻、反射率好等特点被广泛的应用空间天文科学领域。在金属反射镜加工过程中,由于铝合金材料表面表面硬度低、表层晶粒粗大,在加工过程中存在黏刀等现象,造成加工表面质量差无法满足反射镜光学性能要求。因此本文利用旋转超声滚压加工的方法对铝合金6061材料表面进行强化。其通过滚压加工和超声辅助相结合的方法在材料基体组织保持原有状态下,使表面发生强塑性形变,形成细晶粒层改善表层力学性能。
随着现代工业的迅速发展,摩擦系统的核心部件和技术的工作条件越来越苛刻。例如:空气薄片轴承,飞机制动器,滚动体轴承,燃气机叶片,各种卫星组件等关键零部件需要经历低温快速启动、高温长时间稳定运转或是低温到高温的循环运转过程,而在服役过程中的摩擦磨损问题就成为影响整个系统安全可靠性和寿命的关键。传统的润滑材料已不适用当前的苛刻条件,而目前研究的润滑材料多数针对某一特定温度段,不具有宽温域润滑效果。因此,