关键词： 服务机器人   定位方法   协同显著性   图像间显著性传播   流形排序  

摘要： 针对传统算法模型先检测、后识别、再定位导致执行效率较差的问题,提出了一种基于协同显著性检测的服务机器人空间物体快速定位方法.利用RGB-D传感器获取N对包含待定位物体的RGB图像与深度图像,将待定位物体看作协同显著性目标,在RGB图像中充分挖掘单幅图像显著性传播机理,构建基于图像间显著性传播和图像内流形排序的两阶段引导协同显著性检测模型,同时排除背景和非协同显著性物体,得到协同显著性物体区域的像素坐标集合.进一步利用RGB图像与深度图像的对应关系确定物体质心的空间坐标,实现对空间物体的快速定位.最后将所提方法在iCoseg标准数据库和经手眼标定后的服务机器人机械臂抓取平台上进行实验.实验结果表明,该方法一致优于现有的5种协同显著性检测算法,且满足抓取系统的实时性需求,在复杂背景、多目标干扰以及光照变化时具有较高的准确性和鲁棒性.

关键词： 摄影测量学   影子定位   人群搜索   优化问题  

摘要： 针对不同地理位置的物体及其时间变化问题,通过分析摄影测量学中影响物体太阳影子的因子建立数学模型。针对该模型在实际应用中的问题,以该模型为目标函数编写算法,确定物体的最优所在地和拍摄时间,并对两种算法的结果进行比对和实用性分析。结果表明,本模型能较好的计算视频中物体的地理位置和视频的拍摄时间。

关键词： 粒子滤波   移动物体定位   应用  

摘要： 本文就粒子滤波在移动物体定位应用展开的研究中,论述了PFLT的设计,希望由此能够为相关领域的研究带来一定启示。

关键词： 拟环纹豹蛛   温度   距离   体液浓度   捕食定位  

摘要： 为探明拟环纹豹蛛与猎物间联系规律,以拟环纹豹蛛对猎物的选择正确率为指标,采用L_(16)(4~3)正交试验法研究温度(20℃、24℃、28℃、32℃)、距离(4、8、12、16 cm)、体液浓度(15%、30%、45%、60%)对拟环纹豹蛛捕食定位作用的影响。极差分析结果表明:各因素对拟环纹豹蛛选择猎物方向正确率的影响程度依次为:距离>温度>体液浓度。验证性试验证实对拟环纹豹蛛捕食定位最有利的因子组合为:距离为4 cm,温度为24℃,体液浓度为60%。该条件下,拟环纹豹蛛对猎物选择正确率为(79.76±3.60)%。

关键词： 乳房肿物   体表定位  

摘要： 乳房肿物体表定位膜（专利证号ZL201020172673．2；产品注册证号：冀石药监械（准）字2013第16400），已被广泛应用于触诊阴性的乳房肿物精准定位动态观察及乳腺癌新辅助化疗后手术时病灶原始位置及边界的确定。

关键词： 影子定位   日晷   太阳赤纬  

摘要： 太阳照射下物体的影子长度和角度的变化规律包含着物体所处位置和时间的信息,本文运用日晷原理,建立影长与太阳赤纬、地理纬度的表达式,进而构造基于物体影长的定位模型。最后进行了数值模拟,根据影长数据准确定位了物体所处的经纬度。

关键词： 似物性推荐   前景种子   层次化融合   参数最小割   物体定位  

摘要： 参数最小割是一种常用的似物性推荐方法,主要用于在图像中快速定位物体区域。针对该类方法中容易生成大量无效前景种子影响处理效率,提出一种基于层次化融合逐级筛选的前景种子生成算法。基于由颜色、纹理复杂度控制的层次化融合方法得到候选区域集,从候选区域集中结合尺度变化率选出具有稳定外观的候选前景种子,最后基于似物性分数排序,确定有效的前景种子。实验结果表明,提出的前景种子生成算法具有较高的物体发现率,将其应用于参数最小割方法中,在使用更少的种子、生成较少区域时,可达到与前沿算法相近的区域级物体定位能力。

关键词： 可见光通信   室内定位   接收信号强度指示   最小二乘法   卡尔曼滤波  

摘要： 随着技术和经济的发展,人们对于定位的需求不再限于室外,室内定位的需求日益增长。基于可见光通信(VLC,Visible Light Communication)的室内定位技术因为具有通信方式绿色环保、设备成本低且寿命长、无电磁辐射等优点,成为了当前室内定位技术领域的研究热点。本学位论文提出了一个基于可见光通信技术的室内定位方案,设计并搭建了基于可见光通信的室内定位系统实验平台,提出了使用最小二乘定位算法实现对移动物体进行定位,并使用卡尔曼滤波算法对最小二乘定位的结果进行优化,实现了基于可见光通信的室内定位功能。本文的主要工作如下:(1)较为详细地介绍了室内定位技术的研究背景和研究意义,讨论了基于可见光通信的室内定位技术的国内外研究现状,并阐述了可见光室内定位技术相对于传统室内定位技术的优点。(2)比较多种可见光定位方法,提出使用基于可见光接收信号强度指示值(RSSI,Received Signal Strength Indicator)的定位方法。设计定位系统的硬件平台,提出了可见光室内定位方案,并对平台开发中使用到的软件工具进行了介绍。(3)为了得到距离与RSSI值之间的关系,提出了建立经验公式的方法来将RSSI值映射为距离值,并给出了建立经验公式的详细过程。基于经验公式,提出使用最小二乘定位法来对移动物体进行定位,以及使用卡尔曼滤波算法来对最小二乘法的定位结果进行优化。(4)详细说明了可见光定位实验平台的各个硬件模块。阐述了整个定位系统的软件设计流程,包括:发送端上位机程序、发送端FPGA控制程序、接收端FPGA控制程序、定位结果显示界面程序,并对一些重要的模块的软件开发过程进行了详细说明。(5)对本文所搭建的实验平台进行测试和联调,利用该定位平台对移动物体进行定位,比较了最小二乘定位结果和经过卡尔曼滤波算法优化后的定位结果。实验结果表明本文所设计的定位平台可以稳定工作,该定位系统可以实现对移动物体的精确定位。(6)给出本学位论文研究工作总结,并对下一步的研究给出展望。

关键词： 移动机器人   动态环境   RGB-D   可定位性   物体检测   物体抓取  

摘要： 服务型移动作业机器人既需要提高在有人室内环境中的定位精度,又需要对环境中未知位置的物体进行抓取。仅单独利用车载激光或视觉传感器,都难以确保其定位和物体抓取的准确性和可靠性。为此,本文以移动服务机器人取物传送为应用背景,系统研究了激光传感器和RGB-D传感器结合的机器人定位及物体抓取技术,并开发了室内动态环境中服务机器人移动作业应用软件。首先针对有人干扰的动态室内环境下经典粒子滤波定位方法存在的问题,利用RGB-D传感器对环境中人体的快速可靠的检测能力,分割出人体的点云数据并与激光数据对齐后确定激光数据是由人体干扰引起的范围,避免了直接从混杂的激光数据中检测人腿。在经典蒙特卡罗定位的基础上设计一种基于可定位性矩阵的改进粒子滤波算法。利用人体的检测结果确定激光数据中存在未知障碍物的先验概率;解决了动态可定位性矩阵的在线估计问题,提高了动态可定位性矩阵对环境中未知障碍物的建模能力。将动态可定位性矩阵运用于粒子集的动态修正,保证了机器人定位的可靠性和鲁棒性。其次针对“眼在手外”型手-眼-脚关系,设计一种实用的移动机械臂物体抓取方法。采用车载激光传感器和外置RGB-D传感器数据相结合,标定移动机械臂的手-眼关系并同时补偿移动底盘位置偏差。针对配有二指平动手爪的灵巧机械臂结构特点和抓取需求,选取顶抓策略来简化末端手爪抓取位姿的描述。相应地采用点云预处理、作业平面滤除、物体分割检测、待抓取物体几何特征提取、运动规划等步骤,实现了对简单规则形状物体的自主抓取。在上述研究基础上开发了室内移动作业机器人的典型功能模块,主要包括定位功能软件、手眼标定程序及其测试程序、物体检测程序及其测试程序、抓取功能软件,论文最后以典型的家庭环境为应用场景,并且通过一系列实验验证本文方法的可靠性和有效性。

关键词： 室内定位技术   ZigBee网络   智能小车控制   可视化界面  

摘要： 近些年,随着信息化建设的普及,室内移动物体的定位与跟踪是当今物联网领域研究与应用的热点与难点。伴随着互联网+技术不断成熟和完善,对于终端控制的数据需求也蕴藏着前所未有的机遇和挑战。具备获取信息和无线通信的能力基础上,还有信息处理的能力,两者相互融合就促成了物联网络。如大型仓库、图书馆、地下矿井等领域,系统内物体的位置信息成为越来越多功能的基础数据,也标志着定位跟踪技术在传感器网络中举足轻重的地位。目前为止,室内移动物体定位跟踪技术并没有一套成熟的可行性方案。本文提出一种可视化界面控制程序与TOA定位技术相融合的ZIGBEE室内移动物体的定位与跟踪系统方案。并对其内部架构设计、系统工作原理及其功能、可视化界面设计思路、移动物体自动驾驶设计等作了详细的说明和介绍。最终完成了对系统各个功能的实现,并对后期系统完善提出了修改建议。首先利用超声波定位对移动物体进行坐标位置定位,通过由ZigBee模块搭建的无线传感器网络将移动物体智能小车的位置信息传回网关控制台。然后网关控制台对数据进行拆分,将其传输到可视化系统中,可视化界面上可以显示移动物体智能小车的实时位置、目标终点位置、行驶的预测轨迹、行驶的历史轨迹信息等,同时用户可以输入移动物体智能小车的目标终点位置,从而实现对移动物体智能小车的跟踪与控制。当系统正常运行时,若移动物体的移动路径上有障碍物,移动物体上的红外避障模块会探测到障碍物,同时触发中断函数,进行避障行驶,从而确保移动物体可以顺利到达目标位置。实验结果表明,该控制系统具有良好的响应特性,可连续长时间工作,稳定性良好,初步实现对室内移动物体的定位与跟踪控制。