《複雜環境下面向雷射掃描點雲的三維目標定位方法研究》是依託西北大學，由汪霖擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜環境下面向雷射掃描點雲的三維目標定位方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：汪霖
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為機器人系統環境感知中的一項關鍵技術，三維目標精確定位是機器人領域一項極富挑戰的課題。受光照和陰影等因素影響，傳統基於CCD圖像的目標定位方法難以實現光照、目標和場景不斷變化的複雜環境下三維目標的精確定位。本項目旨在利用複雜場景的雷射掃描點雲數據，對複雜環境下三維目標定位問題展開深入研究，進而設計出一套面向機器人複雜環境的目標特徵提取和定位算法，且具有高精度、強魯棒的優點。本項目在精確估計三維雷射掃瞄器測量模型參數的基礎上，利用機器人複雜工作場景的掃描點雲，擬將點雲中三維目標特徵提取和定位問題轉化為魯棒非線性最佳化問題，採用粒子群最佳化和入侵性雜草最佳化等智慧型最佳化算法進行最佳化求解，以魯棒提取場景特徵信息並精確估計三維目標位姿。本項目的實施可為機器人對複雜環境的精確感知提供可靠的技術手段和理論基礎，研究成果可套用於環境感知、物體抓取、路徑規劃、自主導航和目標跟蹤等機器人領域。
結題摘要
三維目標精確定位作為機器人系統環境感知的關鍵技術之一，是機器人領域一項極富挑戰的課題。本項目利用智慧型機器人複雜環境的雷射掃描點雲數據，對複雜環境下三維目標精確定位問題展開研究，其主要研究內容包括：（1）三維雷射掃瞄器標定算法研究；（2）點雲特徵提取方法研究；（3）面向點雲的三維目標定位方法研究。本項目取得的重要結果包括：（1）提出的基於偽Huber損失函式的三維雷射掃瞄器精確標定算法，能夠有效抑制測量噪聲和外點對標定結果影響；（2）提出了基於多維粒子群最佳化的三維點雲特徵提取方法，並將其推廣套用於無監督圖像分割中；（3）提出的基於生成樹的點雲配準方法，能夠有效克服噪聲影響，提高多視圖點雲的配準精度，並提出了基於點雲配準的三維目標精確定位方法。 本項目所研究的複雜環境下面向雷射掃描點雲的三維目標定位方法，對於提高機器人系統對複雜環境的感知和適應能力，具有重要的理論和現實意義。本項目成果在環境感知、物體抓取、路徑規劃、自主導航和目標跟蹤等機器人領域具有廣泛的套用前景。
