煤矿探测机器人图像处理及动态物体去除算法研究

目录

声明

致谢

变量注释表

1 绪论

1.1 课题研究意义和来源

1.1.1 研究意义

1.1.2 课题研究来源

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内外机器人研究现状

1.2.2 图像处理技术研究现状

1.2.3 三维环境重建技术研究现状

1.2.4 动态环境SLAM技术研究现状

1.2.5 语义SLAM技术研究现状

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 论文结构安排

2 煤矿探测机器人软硬件系统研发

2.1 引言

2.2 煤矿井下地形特征分析

2.3 机器人硬件系统研发

2.3.1 执行机构研究

2.3.2 硬件控制框架研发

2.4 机器人软件系统研发

2.4.1 ROS操作系统

2.4.2 RVIZ

2.4.3 Gazebo

2.5 机器人箱体防爆设计

2.6 机器人行走性能试验及运动学分析

2.6.1 跨越凸台性能试验及运动学分析

2.6.2 爬坡性能试验及运动学分析

2.6.3 跨越壕沟的性能试验及运动学分析

2.7 本章小结

3 双目相机与 IMU 标定及误差校验

3.1 相机常用标定算法介绍

3.2 相机与IMU联合标定算法研究

3.3.1 针孔相机模型

3.3.2 相机标定试验

3.4 IMU标定

3.4.1 IMU噪声模型

3.4.2 IMU标定试验

3.5 相机与IMU联合标定

3.6 本章小结

4 图像处理技术研究

4.1 引言

4.2 模拟巷道试验平台

4.3 图像获取

4.4 去雾算法研究

4.4.1 雾图光学模型

4.4.2 基于组合代价函数图像去雾算法研究

4.5 试验结果与分析

4.6 本章小结

5 动态场景语义信息处理技术研究

5.1 引言

5.2 SLAM算法研究

5.2.1 视觉惯性里程计

5.2.2 后端优化

5.2.3 回环检测

5.2.4 地图保存

5.3 动态物体检测算法研究

5.3.1 帧间差分法与光流法介绍

5.3.2 运动一致性检测

5.4 语义分割算法研究

5.4.1 卷积层

5.4.2 池化

5.4.3 激活函数

5.4.4 全连接层和分类层

5.5 语义分割试验

5.6 本章小结

6 动态场景 SLAM 系统综合性能试验

6.1 引言

6.2 动态场景特征匹配试验分析

6.2.1 TUM数据集动态特征去除试验分析

6.2.2 煤矿巷道动态场景特征提取试验分析

6.2.3 有雾动态场景特征匹配试验分析

6.3 动态场景SLAM系统定位性能试验

6.4 三维地图构建试验

6.5 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 创新点

7.3 展望

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

学位论文数据集