基于Kinect传感器的室内机器人自定位研究.pdf

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1、·电气与自动化·汪兆永，等·基于Kinect传感器的室内机器人自定位研究基于Kinect传感器的室内机器人自定位研究汪兆永．何炳蔚(福州大学机械工程及自动化学院，福建福州350108)摘要：针对同步定位地图创建(SLAM)中的定位问题，提出一种基于Kineet传感器的室内机器人自定位方法。利用Kinect传感器采集图像信息和深度信息．获取场景图像的SIFT匹配特征点集，并将特征点集的像素和深度信息转为三维数据，利用ICP算法计算机器人相邻位姿的旋转矩阵与平移向量。采用RANSAC方法去除SIFT匹配外点，提高了运动参数的计算

2、精度。通过实验验证该方法的可行性关键词：机器人；定位：传感器中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1671—5276(2014)05．0154—04StudyofSelf-localizationofIndoorRobotBasedonKinectSensorWANGZhao—yong．HEBing—wei(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)Abstract：Inordertosolvethel

3、ocalizationprobleminthesimultaneouslocalizationandmapping(SLAM)，thispaperproposesamethodofindoorrobot’Sself—localizationbasedonKinectsensor．VisiondataanddepthdatacapturedbyKinectsensorareusedtogetSIFTmatchingpointsetfr0mtheenvironmentpicturesandreconstruct．thematch

4、ingpoints’3Ddatathentherobot’Smovementparametersofr~ionmatrixandtransportvectorareestimatedbyICPalgorithmandtheoutliersareremovedbyRANSACmethodtoimprovetheaccuracyofthemeasurement．Experimentalresultsindicatesthefeasibilityoftheproposedmethod．Keywords：robot：self．1oc

5、alization；kinect深度信息算法复杂的缺陷，而单独采用激光传感器则在0引言垂直方向上的视角限制大，且无法感知环境颜色信息，如果能够很好的把普通摄像头和激光传感器结合起来近年来．移动机器人技术迅速发展，在未知环境中实运用于机器人导航过程中，提高获取信息的效率和实时现自主导航是移动机器人的一项重要任务．自主导航也性，对于移动机器人研究领域具有重大的意义。但是，一直是机器人研究的热点问题。特别是在未知环境下目前Kinect研究尚处于起步阶段，它的缺点是获得的深的导航问题．机器人在快速自定位和获取周围环境信息度数据一定程

6、度上受到噪声的影响，且获取深度信息的方面仍然存在很大困难。学者们针对SLAM领域展开了环境距离也存在限制，应用在机器人自主导航中还存在大量的研究，提出了许多研究方法。比较成熟的SLAM许多困难方法有基于激光传感器、声呐传感器等获取环境信本文主要开展基于Kinect传感器的室内机器人自定息⋯，但是得到的信息量较小，所需探测环境时间较长，位研究，首先用Kinect传感器采集环境的颜色和深度信对环境条件要求较高，不适用于复杂的环境。而视觉传息．然后采用SIFT匹配方法获取配特征点和RANSAC感器系统具有信息量大，性价比高等优点，

7、随着计算机方法去除误匹配，最后通过ICP算法计算，不断更新机器图像处理技术能力的提高，学者们开展了大量基于视觉人运动参数，从而更新机器人位姿。比较采用其他视觉传传感器的SLAM相关研究．也表明了视觉传感器具有很感器进行机器人自定位的方法，本文方法仅用Kinect传感好的发展前景和使用价值。基于视觉传感器的自定位器便可同时获得环境颜色和深度信息，引入的RANSAC研究主要有单目视觉、双目立体视觉系统、全景视觉和方法可去除不可靠的匹配点，算法简单，设备简易且机器单目全景混合视觉系统_2]．存在的主要问题是连续性不人自定位精度较高

8、。足、系统和处理算法较为复杂2010年微软公司开发的Kinect传感器，结合了普通1KINECT简介摄像头和激光传感器，功能强大，具有较高的性价比，同时可获得环境颜色信息和深度值。其中，获取的环境深Kinect(深度测量传感器)传感器是由红外线发射器度值具有连续性、信息量丰富、受光线影响小