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面向目标自主导航的移动机器人语义栅格地图构建

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中国科技成果 2021年第8期22卷 23-29页

作者：周鑫杰华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510000

使用离线占据栅格地图以支持移动机器人完成室内环境的高精度导航以及定位工作已经是一种成熟的机器人导航方案,但是对于机器人的室内导航任务不应该仅停留在几何关系层面,由于缺乏语义信息,导致机器人不具备适应工作环境的能力,因此提... 详细信息

使用离线占据栅格地图以支持移动机器人完成室内环境的高精度导航以及定位工作已经是一种成熟的机器人导航方案,但是对于机器人的室内导航任务不应该仅停留在几何关系层面,由于缺乏语义信息,导致机器人不具备适应工作环境的能力,因此提出一种具备2D激光雷达和RGB-D相机的对象语义网格地图系统以解决此问题.综合激光SLAM精度高以及视觉信息纹理丰富的优势,在基于激光SLAM以生成占据栅格地图同时,对RGB-D相机采集图像信息中的对象检测来获取对象的彩色图像语义信息.基于对象检测、深度图像以及ORB-SLAM2的相机姿态估计,获取空间概念并将对象实例生成点云,定义每个对象的拓扑空间,生成面向对象的最小边界矩形(MBR),最终重新定义生成对象目标空间以辅助机器人便捷导航至可靠目标位置.

关键词：自主导航语义地图语义分割激光SLAM 移动机器人导航

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回环修正语义并结合三角定位的重定位算法

中国仪器仪表 2024年第5期 75-80页

作者：邹汉城蒋林罗文龙蔡宾陈斌向贤宝武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081 武汉联一合立技术有限公司湖北武汉430076

针对栅格地图的回环检测导致语义物体的映射产生偏移,Cartographer匹配定位算法在单一环境下定位速度慢甚至定位错误的问题,本文提出基于回环检测修正语义物体位置并结合三角定位的重定位算法。通过YOLOV5物体识别并结合Cartographer构... 详细信息

针对栅格地图的回环检测导致语义物体的映射产生偏移,Cartographer匹配定位算法在单一环境下定位速度慢甚至定位错误的问题,本文提出基于回环检测修正语义物体位置并结合三角定位的重定位算法。通过YOLOV5物体识别并结合Cartographer构建语义地图,基于回环检测修正语义地图中语义物体位置,基于语义地图结合三角定位对机器人预定位,基于预定位位姿进行Cartographer精定位。最后通过多组真实环境下的实验证明了该算法在大场景下定位速率相较于原始Cartographer重定位算法提升76.23%,并提升鲁棒性。

关键词：语义地图三角定位重定位 Cartographer YOLOV5

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动词“走”的词汇类型学研究

现代语言学 2024年第9期12卷 748-755页

作者：邱雨婷鲁东大学文学院山东烟台

本文在词汇类型学共词化和重叠多义性原理的基础上,以“走”义动词为着眼点,探究该义在八种语言中的概念空间和语义地图的呈现。经研究,我们发现,八种语言语义引申路径集中于状态相似域、动作相似域、空间延展域、时间延展域和功能扩张... 详细信息

本文在词汇类型学共词化和重叠多义性原理的基础上,以“走”义动词为着眼点,探究该义在八种语言中的概念空间和语义地图的呈现。经研究,我们发现,八种语言语义引申路径集中于状态相似域、动作相似域、空间延展域、时间延展域和功能扩张域五种类型;在语义地图的呈现方面,八种语言呈现出较大的差异性。通过探讨“走”的词汇类型学特征将有助于完善动词词汇的类型学研究。Based on the principles of co-lexicalization and overlapping polysemy in lexical typology, this paper explores the conceptual space and semantic maps of the “walk” meaning verb in eight languages. We find that the semantic derivation paths of the eight languages focus on five types: state similarity, action similarity, spatial extension, temporal extension, and functional expansion;and the presentation of the semantic maps of the eight languages shows great differences. Exploring the lexical typological features of “walk” will help improve the typological study of verb vocabulary.

关键词：词汇类型学共词化重叠多义性语义地图 “走”义动词

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语义控制的移动机器人地图创建

语义控制的移动机器人地图创建

基于动态特征点匹配方法的室内环境SLAM研究

第14届中国系统仿真技术及其应用学术年会

作者：王鹏张启彬吕妍陈宗海中国科学技术大学自动化系

在机器人导航工作中,通常目标环境对机器人是未知的,但赋予机器人任务的人类通过经验总结或知识概括,能够获取以下类型的信息:1.对目标环境有所了解,能够获取目标环境部分或全部的结构信息;2.事先对目标环境了解较少,但基于经验和知识,... 详细信息

在机器人导航工作中,通常目标环境对机器人是未知的,但赋予机器人任务的人类通过经验总结或知识概括,能够获取以下类型的信息:1.对目标环境有所了解,能够获取目标环境部分或全部的结构信息;2.事先对目标环境了解较少,但基于经验和知识,能够总结得到目标环境的部分结构信息。本文充分利用人类或多或少能够获取目标环境信息的能力,对不同认知主体提供的"先验信息"进行融合处理,得到关于目标环境的语义地图,基于该语义地图建立逻辑运算体系,实现"先验信息"的表达、融合和推理,并用于指导机器人完成地图创建,通过仿真实验验证了这种方法的有效性。

关键词：语义地图移动机器人逻辑运算

来源： cnki会议评论

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计算机仿真 2024年第4期41卷 245-249页

作者：徐晨星连晓峰罗海勇谭励北京工商大学人工智能学院北京100048 中国科学院计算所北京100048 北京工商大学计算机学院北京100048

主要针对在动态环境下如何有效剔除动态物体以便构建更为准确的室内环境语义地图这一问题,提出一种在借鉴ORB-SLAM3的基础上,通过增加视频图像关键帧选择机制并计算图像帧中特征点切换概率的方法来实现动态场景下的语义语义地图构建。首... 详细信息

主要针对在动态环境下如何有效剔除动态物体以便构建更为准确的室内环境语义地图这一问题,提出一种在借鉴ORB-SLAM3的基础上,通过增加视频图像关键帧选择机制并计算图像帧中特征点切换概率的方法来实现动态场景下的语义语义地图构建。首先,简化原有ORB-SLAM3的架构,仅以单目视觉作为图像数据源;其次,为减少计算量,在一组连续图像帧中通过一种评价选择机制来选取关键帧进行处理;接着为剔除动态物体,采用一种切换概率方法来计算特征点的动态变化,并通过MASK R-CNN进行分割,最终实现实时语义地图构建。实验结果表明,所提方法具有准确性与实时性。上述方法在动态场景下的绝对轨迹误差与相对姿态误差均有极大的改善,可实现准确剔除动态物体以解决跟踪丢失问题,且在室内动态场景下的绝对轨迹误差与相对姿态误差均有较大改善,且能满足系统运行的实时性要求。

关键词：视觉同步定位与地图构建室内动态环境切换概率语义地图

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基于深度学习的动态场景语义SLAM

华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第1期48卷 121-126页

作者：房立金刘博万应才东北大学机器人科学与工程学院

提出一种利用深度学习提高动态环境下视觉语义即时定位与地图构建(SLAM)的方法.首先用实例分割网络对关键帧进行实例分割,建立先验语义信息;然后计算特征点光流场对物体进一步区分,识别出场景真正运动物体并将属于动态物体的特征点去除... 详细信息

提出一种利用深度学习提高动态环境下视觉语义即时定位与地图构建(SLAM)的方法.首先用实例分割网络对关键帧进行实例分割,建立先验语义信息;然后计算特征点光流场对物体进一步区分,识别出场景真正运动物体并将属于动态物体的特征点去除;最后进行语义关联,建立无动态物体干扰的语义地图.将本文方法在室内环境公开数据集中测试,结果表明该方法可有效消除动态物体对建图的影响,提高建图精度.

关键词：即时定位与地图构建动态环境实例分割光流场语义地图

动态环境下基于增强分割的RGB-D SLAM方法

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机器人 2022年第4期44卷 418-430页

作者：王浩卢德玖方宝富合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009 大数据知识工程教育部重点实验室(合肥工业大学) 安徽合肥230009

目前视觉SLAM(同步定位与地图创建)方法在动态环境下易出现漏剔除动态物体的问题,影响相机位姿估计精度以及地图的可用性。为此,本文提出一种基于增强分割的RGB-D SLAM方法。首先结合实例分割网络与深度图像聚类的结果,判断当前帧是否... 详细信息

目前视觉SLAM(同步定位与地图创建)方法在动态环境下易出现漏剔除动态物体的问题,影响相机位姿估计精度以及地图的可用性。为此,本文提出一种基于增强分割的RGB-D SLAM方法。首先结合实例分割网络与深度图像聚类的结果,判断当前帧是否出现漏分割现象,若出现则根据多帧信息对分割结果进行修补,同时,提取当前帧的Shi-Tomasi角点并通过对称转移误差筛选出动态角点集合。然后结合修补后的实例分割结果判定场景中每个实例对象的运动状态。最后利用静态特征点追踪相机位姿并构建实例级语义八叉树地图。在TUM公共数据集以及真实场景中评估了该方法,相比较于当前先进的视觉SLAM方法,本文方法取得了更好的相机位姿估计精度以及地图构建效果,展现出了更强的鲁棒性。

关键词：视觉SLAM(同步定位与地图创建) 动态环境实例分割网络语义地图

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加载语义似然估计的粒子滤波重定位

电子学报 2021年第2期49卷 306-314页

作者：蒋林向超朱建阳刘奇武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081

针对移动机器人全局重定位时易出现定位错误的问题,本文提出一种基于构建的语义地图,并加载语义似然估计的粒子滤波重定位的解决方法.利用激光雷达建立环境栅格地图,同时结合三维深度相机对物体的识别与定位信息,赋予栅格语义信息,得到... 详细信息

针对移动机器人全局重定位时易出现定位错误的问题,本文提出一种基于构建的语义地图,并加载语义似然估计的粒子滤波重定位的解决方法.利用激光雷达建立环境栅格地图,同时结合三维深度相机对物体的识别与定位信息,赋予栅格语义信息,得到环境语义地图.在重定位过程中,通过粒子滤波方法同时进行栅格地图结构匹配与环境语义信息的匹配,以推算机器人在地图上的实际位置.通过实验证明所提出方法克服了现有粒子滤波方法仅利用环境结构信息进行匹配的不足,有效解决机器人全局重定位容易出错的问题,增强了重定位的鲁棒性,同时增强了重定位的收敛速度.

关键词：全局重定位语义地图粒子滤波语义似然

基于“原型”的机器人开放式室内场所感知实验研究

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机器人 2013年第4期35卷 491-499,512页

作者：朱博戴先中李新德杨伟陈芳园复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室(东南大学自动化学院) 江苏南京210096

在基于"原型"的场所感知算法基础上构建了一种场所感知实验平台.其中,硬件系统主要以双目立体相机作为环境感知传感器,以CPU-GPU(中央处理器–图形处理器)协同计算单元作为多种任务、复杂逻辑和密集数据的处理单元;而软件系统基于微软Ro... 详细信息

在基于"原型"的场所感知算法基础上构建了一种场所感知实验平台.其中,硬件系统主要以双目立体相机作为环境感知传感器,以CPU-GPU(中央处理器–图形处理器)协同计算单元作为多种任务、复杂逻辑和密集数据的处理单元;而软件系统基于微软Robotics Developer Studio平台构建,双目视觉服务和场所感知服务为其中两大核心服务,前者利用RANSAC(随机采样一致性)和GPU版本ASIFT(仿射尺度不变特征变换)等算法在宽视角范围内实现物品识别和位姿估算,适用于拥挤室内环境,后者基于双目视觉结果和已有场所感知算法完成场所分类及区域感知并构建2D语义地图.在无人工标注的真实室内环境中开展实验,实验结果表明,基于本文实验平台的机器人能够在线鲁棒地感知活动空间中的开放式场所,实验也在一定程度上验证了已有场所感知算法的可实现性、有效性和实用性.

关键词：场所分类开放式室内场所原型理论场所感知 GPU ASIFT 语义地图