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提升移动机器人云端视觉系统性能的新方法
摘要： 移动机器人需要实时性能、高计算能力以及共享的计算环境。虽然云计算能提供计算能力，但网络延迟可能对实时性能产生不利影响。本研究的主要目标是使移动机器人视觉系统能够可靠地满足实时约束条件并利用云计算。我们提出了一种人本云移动机器人架构，以及在移动机器人和云服务器两侧组织的数据流机制。研究提出了两种算法：(i) 在移动机器人端应用的实时图像聚类算法；(ii) 在云服务器端应用的改进型生长神经气算法。实验结果表明，根据通信带宽和图像分辨率的不同，总响应时间提升了25%至45%。此外，在数据量、路径规划时间和准确性方面，该方案也展现出优于其他前沿技术的性能。
关键词： 计算卸载、计算机视觉、三维点云、移动机器人、立体视觉、实时网络、云计算、云机器人
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年第八届IEEE机器人与人类交互通信国际研讨会（RO-MAN） - 中国南京（2018年8月27日-8月31日）] 2018年第27届IEEE机器人与人类交互通信国际研讨会（RO-MAN） - 基于光信号的机器人被动演示以提升人类可解读性
摘要： 当移动机器人在拥挤且有人类活动的环境中导航时，潜在的冲突会以轨迹交叉的形式出现。本研究探讨了在机器人底盘上安装类似汽车转向灯排列的发光二极管（LED），作为一种非拟人化但为人熟知的信号来传达移动服务机器人的预期路径。我们研究了人类与机器人在走廊中迎面而来的情景——这种常见的人类互动模式往往导致双方不断左右避让：先右后左再右，持续阻挡彼此路径直至最终协调行动通过。初步研究发现，人们对该信号的解读并不总是符合预期（即类似汽车转向灯的使用方式）。这促使我们开展了一项2×2实验：变量一为机器人是否使用LED指示行进方向，变量二为参与者在与机器人直接接触前能否观察到其更远处的"变道"行为。结果表明，仅需在走廊相遇前让参与者目睹一次LED信号的使用，就足以明确其含义，从而显著提升该信号的实际效用——且无需对用户进行任何直接指导或培训。这些发现为未来应用中此类信号的被动式演示范式提供了依据。
关键词： 移动机器人、人机交互、被动演示、非拟人化信号、LED信号
更新于2025-09-23 15:21:21
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使用激光测距仪为含透明障碍物的环境规划移动机器人路径
摘要： 必须首先生成环境地图以实现移动机器人的自动导航。路径规划基于环境地图提供的信息进行。移动机器人通过超声波、激光等各类传感器获取周围环境数据，其中具有直线传播特性和高精度的激光传感器应用最为广泛。但当激光遇到透明障碍物时，光束会发生折射和反射从而产生噪声。为此，本文提出了一种先进算法，通过分析激光遇到透明障碍物时产生的反射噪声模式来检测透明障碍物。实验采用上述方法生成的环境地图进行验证，结果表明机器人在行进过程中能够有效规避透明障碍物并抵达目标位置。
关键词： 反射噪声、路径规划、移动机器人、透明障碍物识别、激光测距仪
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于图像角度信息确定转弯半径的移动机械臂视觉伺服遥操作系统
摘要： 本文研究了一种基于视觉伺服机制的移动机械臂遥操作系统开发。被控机器人主要由移动平台与搭载USB摄像头的机械臂组成。该系统通过结合手动操作与基于USB摄像头图像的视觉自主控制，生成复合控制指令实现远程操控。本文提出一种根据目标位置与参考位置的偏差所对应的图像角度信息，来确定移动机器人转弯半径的控制方法。为验证所提遥操作系统的有效性，采用实体机器人开展了按钮按压实验。实验结果表明，该方法能获得足够高的遥操作成功率。
关键词： 角度-像素特性、转弯半径、远程操作、视觉伺服、移动机器人
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE实时计算与机器人国际会议（RCAR）- 俄罗斯伊尔库茨克（2019.8.4-2019.8.9）] 2019年IEEE实时计算与机器人国际会议（RCAR）- 移动机器人平台上激光SLAM重定位的分层搜索方法
摘要： 同时定位与地图构建（SLAM）是移动机器人系统的重要课题。重定位作为SLAM闭环检测的组成部分，专注于机器人在重启时定位自身位置。传统定位方法难以兼顾高精度与低耗时。本文提出一种新型激光SLAM重定位的分层搜索方法：通过分层匹配输入激光帧与完整二维地图（而非逐帧比对），加速重定位过程从而提升SLAM性能。该系统在移动机器人平台稳定运行，实地测试显示在20m×20m地图区域达到平均精度（AP）90.6%，平均耗时30毫秒。结果表明该分层搜索方法能有效解决激光SLAM的重定位问题。
关键词： SLAM、激光SLAM、分层搜索、移动机器人、重定位
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2018年IEEE系统、人与控制论国际会议（SMC）- 日本宫崎（2018.10.7-2018.10.10）] 2018年IEEE系统、人与控制论国际会议（SMC）- 基于障碍物规避与激光雷达SLAM融合的移动机器人导航控制设计
摘要： 本文提出了一种基于激光SLAM定位与实时避障控制集成的移动机器人导航控制系统，为日常生活服务提供人员引导。该系统在ROS软件架构中实现了LiDAR SLAM定位，采用Cartographer SLAM算法，并在机器人本体上部署了自适应蒙特卡洛定位。本文提出了一种融合避障与SLAM的集成引导系统，使机器人能在无碰撞情况下移动至目标位置。通过安全权重参数将目标寻优控制器与避障控制器进行整合。实验结果表明，该机器人能实现自主定位，并在路径避障的同时导航至目标位置。
关键词： SLAM（即时定位与地图构建）、移动机器人、避障、导航控制
更新于2025-09-22 22:57:16
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通过二维激光扫描对移动机器人位置进行语义分类
摘要： 先前基于学习的室内机器人位置语义分类方法依赖二维激光数据，在区分房间与走廊方面取得了成功。然而，对于门口位置的识别准确率始终较低。我们提出一种语义位置分类方法：先采用基于规则的门口检测算法，再通过K均值聚类或学习矢量量化对训练数据进行建模的分类方案。我们在弗莱堡79数据集上进行了大量实验，并与现有语义位置分类算法进行对比。相较于当前最优性能，所提出的门口检测算法显著提升了门口位置的识别准确率。为验证方法的泛化能力，我们将基于弗莱堡79数据集训练的模型应用于弗莱堡52和ESOGU数据集。
关键词： 语义标注、地点分类、门道检测、二维激光、移动机器人
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于SJPDAF滤波激光扫描点云的3D激光测距仪人体目标跟踪
摘要： 针对移动机器人已开展多项研究，这使得目标跟踪成为移动机器人领域的主流方向之一。目标跟踪包含目标识别与数据关联两个过程：目标识别是通过分析目标数据提取特征数据，传感器原始数据经处理后形成目标数据，这是目标识别的首要步骤；数据关联则通过持续比对不同时刻的当前与历史目标数据来实现目标追踪。本文重点研究如何通过激光传感器数据滤波提升目标识别性能，其核心思想是从三维数据中提取包含髋部特征的数据，该处理过程能提供更清晰的人体区分标准。人员跟踪算法基于SJPDAF方法处理遮挡情况。实验结果表明，新提出的跟踪方法在实际环境中具有强鲁棒性。
关键词： 基于样本的联合概率数据关联滤波器（SJPDAF）、目标跟踪、激光测距仪、移动机器人
更新于2025-09-16 10:30:52
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使用激光测距仪避障及移动机器人TLD定位系统
摘要： 机器人自主定位与避障一直是机器人学中的重要课题。目前较为成熟的传感系统采用激光测距仪（LRF），但其最大缺陷在于检测范围仅限于平面，且对于高反射率物体会产生错误反射数据。当障碍物超出检测范围，或因高反射率数据导致误差时，将造成机器人定位及避障功能异常。本文采用TLD（跟踪-学习-检测）图像识别系统辅助LRF进行定位与避障，该成像系统同时还能实现机器人对物体的跟踪功能。
关键词： 定位系统、移动机器人、TLD、避障、激光测距仪
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于图像局部特征的无人机与无人车点云自动配准框架
摘要： 自动配准无人机（UAV）与地面无人车（UGV）生成的3D点云数据具有挑战性，因为这些数据由不同位置的传感器采集，导致存在空间尺度差异和遮挡问题。为解决这些问题，本研究提出了一种利用无人机与无人车拍摄图像中的二维局部特征点实现两者点云自动配准的框架。研究首先通过改变无人机相机角度开展实地实验，以确定能与无人车图像检测出足够匹配点的最佳角度。结果表明：采用30°与90°两个俯仰角组合拍摄的无人机图像，既能生成充足匹配点又能达到合理精度水平。研究通过2D特征匹配点对应的三维点计算变换矩阵，对初始无人机与无人车点云进行尺度调整与配准，再经迭代最近点（ICP）算法优化后，最终均方根误差（RMSE）为0.112米。这一理想结果表明：无需人工干预即可实现无人机与无人车在分散环境（如建筑工地或灾害现?。┲锌占涫莶杉肱渥嫉娜远?。
关键词： 无人地面车辆，无人飞行器，注册，点云，无人机，移动机器人，自动化
更新于2025-09-10 09:29:36