基于kinect深度视觉的服务机器人自定位研究

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1、＂；‘．苗苗貫：Ｉ硕±学位论义基于Ｋｉｎｅｃｔ深度视觉的服务机器人自定位研究－ｄｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｅｌｆｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｅｒｖｉｃｅＲｏｂｏｔＢａｓｅＫｉｎｅｃｔＤｅｐｔｈＶｉｓｉｏｎ研究生：陈策指导教师：郭形颖副教授学科领域：按制工程爲棘建益＾Ｉ二０—五年十二月＼－，‘分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文基于Kinect深度视觉的服务机器人自定位研究作者姓名：陈策入学年份：2013年9月指导教师：郭彤颖副教授学科领域：控制工程申请学位：工程硕士所在单

2、位：信息与控制工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：王安娜答辩委员会组成：王安娜乔枫沈滢赵德平刘美菊论文评阅人：乔枫声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中段得的巧究成果除加从标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本巧究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢、／心。作者签名日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保

3、留、使月学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磯盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈陌建筑大学（或其授权机构）可Ｌ乂将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流请在下方签違；否则视为不同意。），作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年—年ｃ一〇／年半□两年□作者签名：挣秦导师签名：日期：／ＴＬ日亂Ｉ硕士研究生学位论文摘要I摘要随着全球人口老龄化问题的出现，为了提高老人的生活质量，人们对服务机器人的需求与日俱增。目前，面向家庭的服

4、务机器人的研究与开发已经得到了广泛的关注，家庭工作中的重复性工作或―苦力工作‖越来越多的由服务机器人承担。服务机器人只有清楚自己的即时位置，以及如何从即时位置到达目标位置后，才能够有效地把特定的任务顺利完成。可见，自定位是服务机器人完成路径规划、自主导航等行为的基础，是移动机器人自主完成任务的前提。本文针对室内结构化环境，服务机器人自主定位等关键技术进行深入研究，构建了一种基于Kinect深度视觉传感器，人工信标的室内定位系统，对传统三边定位算法进行了改进。从而提高了机器人在室内结构化环境中的自主定位能力。本论文的主要内容如下：本论文首先综述了服务机器人国内外研究及应用现状，对

5、服务机器人自定位技术进行了分析和研究，并阐述了服务机器人自定位的意义。其次，详细阐述了服务机器人硬件结构、Kinect深度视觉传感器的相关基本知识。同时构建了服务机器人坐标系模型、运动学模型。再次，针对传统边缘检测算法测量精度低和范围有限的不足，提出了基于Sobel算子的改进算法。同时，深入研究了Kinect视觉传感器测距技术和工作原理，使用Kinect深度视觉传感器进行了测距实验。实验结果验证了其测量的准确度。然后，开展了室内结构化环境下服务机器人图像配准方法研究，指出了信息熵配准方法、互信息配准方法各自的不足之处。应用边缘特征和互信息的图像配准方法，仿真实验表明，所提出的方

6、法能够在室内结构化环境下配准人工信标。最后，对信标定位与视觉定位做了深入的研究。构建了基于Kinect深度视觉传感器和人工信标的室内定位系统，针对经典三边定位算法中容易出现的问题进行了改进与完善。将改进算法运用到构建的定位系统上，通过Matlab仿真实验，验证其自定位的可行性。关键词：服务机器人；自定位；人工信标；kinect深度视觉硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththeemergenceofaglobalpopulationageing,inordertoimprovethequalityofoldman’slife,demandofservi

7、cerobotsisincreasing.Atpresent,it’spaidattentionthatstudyanddeveloptheservicerobotsfacingtothefamilyandtherepetitivefamilyworkor"coolieswork"shallbebornebytheservicerobotmoreandmore.Servicerobotcanonlyfinishthespecialmissionsuccessfulaftermakethein