基于最优质量传输理论的多机器人协作扫描系统设计

发布时间：2025-07-18 23:47

　　室内场景的重建和制图在很多领域有着重要应用,例如用于虚拟现实和增强现实的内容创建,场景的感知与理解,家用机器人的室内导航等。在硬件方面,我们目睹了商用RGBD相机的兴起(例如Microsoft Kinect,Intel RealSense等),它们能实时地捕捉深度信息。在软件方面,基于RGBD的实时重建算法不断进步,微软研究院在2012年提出的KinectFusion是其中的代表性工作,该算法融合多帧深度图像完成了三维场景的重建。本文提出了一种自主扫描的系统,允许多个机器人进行协作扫描,以实现未知室内场景的三维重建。通过规划和优化多个机器人的扫描路径,使它们能够有效地协作,从而在最小化扫描工作量的同时,实现最高的扫描覆盖和扫描质量。我们将该问题定义为一个动态任务分配问题,并引入了最优质量传输理论。首先,给定当前扫描的场景,提取一组任务视图以覆盖未知或者不确定的场景区域。然后,基于最优质量传输理论去分配任务视图给机器人。最后,通过求解一个近似的旅行商问题,我们为每个机器人计算了一条完成任务视图获取的平滑路径。我们实现了一个多机器人自动扫描系统来展示我们的算法。由于计算法方法效率高,我们可以...

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１经典ＳＬＡＭ框架??

?山东大学硕士学位论文???第二章相关工作??本章主要介绍实时同步定位和建图（ＳＬＡＭ）相关的工作，以及机器人自动化??重建的研宄进展，主要针对室内场景扫描、室内场景理解的相关研宄。??２．１经典ＳＬＡＭ框架??整个视觉ＳＬＡＭ流程包括以下步骤［３３］??＾??ｖ?ｆ?ｓ?ｒ?＾....

图２－２图优化示意图??２．１．３回环检测??

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图２－３回环检测与优化??回环检测一＾般有两种方案：基于里程计的几何关系（Ｏｄｏｍｅｔｒｙ?Ｂａｓｅｄ）ｆ２：＞］和基于??

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图２－４最优质量传输??假设函数Ａ表示土豆运输前的质量空间分布，Ｖ表示土豆运输后的质量空间分??布，理想情况下，运输前后两者总质量应该是相等的ｆ３４］

?山东大学硕士学位论文???所示）需求土豆，不同地区直接运输土豆的代价不同。如何找出这样一个规划，使??得所有需求地区都能得到满足其需求的土豆数量，且总的运输代价最低，这就是一??个简单的最优质量传输模型。??ｒ?＂?＂＂＂＂＂?１１１１１?ａ?ｒ＇?????？ｎ??????１?....

本文编号：4057627