面向自主装修机器人的同时定位与建图方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:petelau
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在房屋内部装修现场使用机器人有利于施工过程的标准化和系统化。随着劳动力成本的提高和机器人自动化技术的快速发展,越来越多的机器人用在自动化室内装修将成为必然趋势。然而如今机器人技术在该领域的应用仍然有限,自动化的室内装修还远未实现。造成这种状态的原因之一是现有的移动机器人同时定位与建图(SLAM,Simultaneous Localization and Mapping)的技术在环境背景单调和变化的室内装修现场难以有效,应用于自动化室内装修场景的机器人定位与环境感知技术尚未取得突破。在本文中,我们研究了一种专门用于机器人室内装修工作场景的SLAM方法并进行了相关实验。针对室内装修场景中环境背景单调,施工过程墙面视觉特征发生变化造成现有的应用于移动机器人的视觉SLAM方法鲁棒性差,精度低甚至无法使用的情况。我们提出并设计一种通过人工投影特征的应用在自主装修机器人上的视觉SLAM系统。该方案通过点阵激光投射器增加室内装修环境下的视觉特征,装修机器人使用ZED双目立体相机获取环境信息并提取视觉特征匹配并三角化建立局部地图,通过跟踪局部地图实现机器人的定位,在后端使用最小化重投影误差及闭环全局位姿矫正实现位姿及地图的优化,还通过对关键帧的点云进行拼接建立了环境的稠密地图。在我们现有的装修机器人上进行了测试,该方法实现了机器人在真实的室内装修环境的定位与地图构建。为了实现装修机器人室内装修工作过程的自动化,机器人需要定位并记录到待处理的物体如墙壁裂缝和缺陷点。为此我们提出并设计了融合墙面缺陷检测的装修机器人语义SLAM系统。该系统用深度学习的方法通过训练过的墙面缺陷检测网络从图像中识别出墙面缺陷,然后将缺陷的边界范围和种类信息融合到SLAM的前端,并结合SLAM前端估计出的帧间位姿对检测到的缺陷对象进行关联,最后利用缺陷边界框内特征点对应的地图点重建出的墙面缺陷并注册到SLAM地图中建立可供装修机器人自动化施工及导航用的语义地图。通过在真实的室内装修环境中进行试验,证明了该系统实现了准确识别墙面的缺陷并将其记录到用于机器人导航所构建地图中的功能,为装修机器人的自主化施工打下基础。
其他文献
研究背景:随着社会老龄化不断加剧,外科病人中COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease,慢性阻塞性肺疾病)患者日趋增多。COPD患者免疫及应激能力低下,手术风险大,术后PP
新生儿脓毒症病情进展迅速,急性肾损伤及弥漫性血管内凝血是其常见的器官功能损害,需及早甄别,以免器官功能损害加重而危及生命。充分液体复苏是逆转脓毒症所致组织低灌注的
<正>2012年人教版小学英语四年级下册unit5围绕话题my clothes展开,重点学习服装名称及其单复数的使用习惯,该案例针对本单元"partAlet’slearn"一课进行教学设计。一、教学
目的:采用博来霉素(bleomycin,BLM)诱导的小鼠肺纤维化模型,观察CSD肽(caveolin-1scaffolding domain peptide)对肺纤维化的干预作用,并初步探讨其干预肺纤维化形成的相关机制,为以窖
针对传统同步方法控制下双牵引电机同步运行所出现的问题,提出了频率相对值跟随的方法。通过设置前后牵引变频器的正反向运行的增益、使用指令指定切换端口,使前牵引电机跟随
21世纪以来,寄宿制研究在我国教育理论与实践领域受到了广泛关注。文章以中国知网(CNKI)数据库收录的904条期刊论文为研究对象,运用可视化软件CiteSpace,以时空知识图谱以及
量子点(QDs)是一种生物光子学纳米材料,具有高荧光量子产率、高抗光漂白性、宽带吸收、窄带发射和发光颜色连续可调的光学性质,易于电荷/能量转移的电子性质,以及表面易修饰的
目前,互联网科技众筹存在两种基本运行模式——股权众筹模式和权益众筹模式,其在知识产权保护、政府扶持引导、法律规范、信用风险、社会认知和互联网科技众筹平台专业性等方
最近听了两堂数学公开课,一堂是高三复习课,课题为“抛物线焦点弦性质的探究与推广”;另一堂是初二的新授课,课题为“一次函数图像的应用(一)”,在这两堂课中,教师接受了新课程的理念
随着我国综合国力的提升,教育改革也被提上改革日程,而课程改革作为提高教育水平的重要方式,也受到越来越多人的关注。语文阅读教学是语文学科教学的重要组成部分,也将作为改