基于kinect传感器的移动机器人环境检测和地图构建

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1、、ＴＰ３９１么开分类号：密级：ＵＤＣ：单位代码；１０１４２巧復３寺少、驾硕壬学位论文基于拉ｎｅｃｔ传感器的移动机器人环境检测和地图构建馨学号２０１３４１１：作崭盛栋梁学科名称：计算机软件与理论２０１６年２月２７日独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证

2、书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名■捨先‘王＇义。＝遂日期：雄＿关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有极保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密盾应遵循雌

3、定）如心。签名：也於家导师签名：於必日期；／沈阳工业大学硕士学位论文基于Kinect传感器的移动机器人环境检测和地图构建EnvironmentDetectionandMapBuildingofMobileRobotBasedonKinectSensor作者：盛栋梁单位：信息科学与工程学院指导教师：段勇副教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2016年2月27日学位授予单位：沈阳工业大学摘要随着科学技术的不断发展，机器人在各个不同的领域中有着极为广泛的应用。在机器人领域中，移动机器人

4、是机器人学中的一个重要分支，一直以来都是研究的热点。其中环境检测和环境地图构建又是移动机器人得以安全、高效的进行其它任务的前提和保障。基于此，本文研究了一种基于Kinect传感器的移动机器人环境检测和地图构建的方法，主要研究内容分为以下几个方面。首先，研究了国内外对于环境检测和地图构建方面的工作，介绍了移动机器人系统以及Kinect传感器，介绍了Kinect的工作原理并完成了对Kinect传感器的摄像机标定以及深度图像与彩色图像匹配工作。其次，研究了基于Kinect传感器的移动机器人环境检测。通过对移动机器人的工作环

5、境信息进行分类，分为已知特征目标和未知目标。然后，针对已知特征目标采用一种基于颜色阈值分割的算法对其进行检测；针对未知目标采用一种基于地面模型减除法和轮廓识别算法来对其进行检测。再次，研究了基于Kinect传感器的移动机器人地图构建。针对Kinect传感器检测的深度数据存在误差的问题，构建不确定性的栅格地图，通过融合算法来不断提高栅格置信度，使得建立的地图能够更好的描述机器人的工作环境。首先，将机器人的工作环境划分为三部分区域：空闲区、障碍区、未知区。然后，通过对深度图像的分析，提取出地面信息以及地面以上的障碍物信息

6、，完成空闲区和障碍区的检测工作，对检测到障碍物进行置信度分析，形成局部不确定性栅格地图。最后，通过改进的D-S证据理论融合算法，将Kinect处理得到的局部地图和已形成的地图进行融合，并得到新的融合地图。最后，建立了基于Kinect传感器的移动机器人感知系统，采用以上方法实现了环境检测和环境地图构建工作。通过实验证明算法的有效性，可以满足移动机器人在环境检测和环境地图构建方面的要求。关键词：移动机器人，Kinect，环境检测，环境地图构建，栅格地图IAbstractWiththedevelopmentofscienc

7、eandtechnology,therobotinvariousfieldshasaverywiderangeofapplication.Inthefieldofrobotics,mobilerobotisanimportantbranchofrobotics,isalwaysthefocusofresearch.Amongthem,theconstructionofenvironmentalmonitoringandenvironmentalmapisthepremiseandguaranteeforthemobi

8、lerobottobesafeandefficientforothertasks.Basedonthis,thispaperstudiesthemethodofenvironmentaldetectionandmapconstructionofmobilerobotbasedonKinectsensor,themainresearchconte