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基于分层词袋模型的室外环境增量式场景发现

控制理论与应用 2020年第7期37卷 1471-1480页

作者：陈昊天张彪孙凤池黄亚楼苑晶南开大学计算机学院天津300350 南开大学软件学院天津300350 南开大学人工智能学院天津300350

场景理解是机器人在多样化环境中自主执行任务的前提,而场景发现是场景理解的一个重要内容.由于具体场景在空间和时间上存在连续性,可以假定移动机器人在某一段时间内处于同一场景,并且属于同一场景的图像序列的视觉观感是相似的,因此... 详细信息

场景理解是机器人在多样化环境中自主执行任务的前提,而场景发现是场景理解的一个重要内容.由于具体场景在空间和时间上存在连续性,可以假定移动机器人在某一段时间内处于同一场景,并且属于同一场景的图像序列的视觉观感是相似的,因此提出无需先验知识的增量式室外场景发现,通过分层词袋模型建立图像和场景的联系,使得场景发现过程更加类似人类认知模式.对于机器人实时获取的每一副图像,首先将其分块,然后利用动态聚类算法增量式地得到相应的低层词典,并据此词典提取高层词袋模型特征,接下来,再用另一动态聚类算法增量式地完成场景发现,从而判断当前图像属于一个已经历场景,或未经历场景,直到发现新场景.实验结果证明,该方法能够在没有先验知识的情况下有效完成自主场景发现.

关键词：室外环境移动机器人场景发现无监督学习词袋模型

基于快速回环检测的室外环境下激光雷达SLAM算法

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中国惯性技术学报 2022年第6期30卷 716-722页

作者：徐晓苏李诺姚逸卿微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

在室外环境下,基于激光雷达传感器的里程计位姿容易产生累计误差,导致点云地图漂移甚至建图失败,严重限制了激光雷达SLAM的应用。针对这一问题,提出了一种面向室外环境的基于快速回环检测的激光雷达SLAM算法。利用扫描上下文(Scan Conte... 详细信息

在室外环境下,基于激光雷达传感器的里程计位姿容易产生累计误差,导致点云地图漂移甚至建图失败,严重限制了激光雷达SLAM的应用。针对这一问题,提出了一种面向室外环境的基于快速回环检测的激光雷达SLAM算法。利用扫描上下文(Scan Context)描述子和Kd-tree搜索获取候选的回环帧,有效提升计算的效率,并采用激光雷达虹膜(Lidar Iris)描述子计算回环帧间的相似度得分,通过残差项加权的特征匹配获取回环帧间的位姿变换,有效提升了回环检测的精度和速度。在KITTI数据集上的实验结果表明,与A-LOAM算法相比,所提算法的平均性能提升约50%,回环耗时有效减少,提升了在室外环境下的位姿估计精度和建图准确度。

关键词：激光雷达室外环境回环检测描述子点云地图

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室外环境下红外热图像内眼角定位

红外技术 2022年第10期44卷 1103-1111页

作者：孙磊陈树越戚亚明常州大学微电子与控制工程学院江苏常州213164

针对室外环境下红外热图像中目标区域受背景过热与周围环境影响,导致目标边界模糊、噪声大等问题,提出了一种室外环境下红外热图像内眼角定位算法。该算法首先对采集的图像进行面部倾斜校正,接着采用Gentle-AdaBoost与HAAR特征相结合进... 详细信息

针对室外环境下红外热图像中目标区域受背景过热与周围环境影响,导致目标边界模糊、噪声大等问题,提出了一种室外环境下红外热图像内眼角定位算法。该算法首先对采集的图像进行面部倾斜校正,接着采用Gentle-AdaBoost与HAAR特征相结合进行人脸、人眼粗定位,并引入几何校正对眼睛区域精确定位,最终依据内眼角区域特性提出区域精化与区域生长分割相结合的内眼角定位。在3种不同的红外热图像数据集以及自主采集不同季节的温度区间室外的数据集上进行实验。结果表明:在室外环境下,所提出的方法可有效地定位内眼角,人眼定位准确率达到98.1%,内眼角定位准确率达到97.7%。

关键词：室外环境红外热图像内眼角定位特征提取区域精化

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基于老龄人的室外环境研究

武汉大学学报（工学版） 2001年第6期34卷 91-94,113页

作者：王江萍刘宪明武汉大学城市建设学院湖北武汉430072 湖北省城市规划设计研究院湖北武汉430071

结合老年生理学、心理学、社会学、环境心理学等相关学科 ,从老年人的户外活动特征入手 ,分析探讨了室外活动和环境质量的有关要素 ,提出了老年人室外环境设计应遵循的基本原则 .

关键词：老龄人活动特征室外环境设计原则环境质量

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浅谈室外环境全方位的无障碍设计

华中建筑 2000年第2期18卷 59-61页

作者：翁奕城许乙弘同济大学建筑城规学院

无障碍设计是以人为本设计理念的重要表现。体现了对广大老年人、残疾人的关爱。但目前人们对室外环境的无障碍设计认识还不够。因此文章从7个方面全面阐述了室外环境的无障碍设计①坡道②车库与停车场③建筑出入口与过道④休息设施与... 详细信息

无障碍设计是以人为本设计理念的重要表现。体现了对广大老年人、残疾人的关爱。但目前人们对室外环境的无障碍设计认识还不够。因此文章从7个方面全面阐述了室外环境的无障碍设计①坡道②车库与停车场③建筑出入口与过道④休息设施与标志物⑤绿化⑥地面⑦噪音。这对提高老年人和残疾人的生活质量具有很大意义。

关键词：老年社会室外环境无障碍设计

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室外环境下涤纶织物的性能变化

上海纺织科技 2011年第5期39卷 29-30,49页

作者：陈莉黄垂助西安工程大学陕西西安710048

将涤纶织物暴露于室外环境下处理,测试处理前后涤纶织物透气性、透水性、颜色特征值、光泽度、拉伸性能、撕裂强力、顶破强力、耐磨性、硬挺度等性能的变化情况,采用扫描电子显微镜观察处理前后纤维表面形貌。结果表明:涤纶织物长期暴... 详细信息

将涤纶织物暴露于室外环境下处理,测试处理前后涤纶织物透气性、透水性、颜色特征值、光泽度、拉伸性能、撕裂强力、顶破强力、耐磨性、硬挺度等性能的变化情况,采用扫描电子显微镜观察处理前后纤维表面形貌。结果表明:涤纶织物长期暴露于室外环境下会产生老化现象,尤其是超过8个月后,老化现象明显,从而影响涤纶织物的使用寿命。因此,在以涤纶为材料的室外产品设计时应充分考虑这一现象,以免产生不必要的损失。

关键词：涤纶织物室外环境机械性能分析测试

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室外环境脉冲超宽带信号传播特性

探测与控制学报 2011年第5期33卷 10-14页

作者：杨力季茂荣张卫平刘强郭涛南京理工大学机械工程学院。江苏南京210094 解放军理工大学工程兵工程学院江苏南京210007

脉冲超宽带(IR-UWB)技术在室外环境下有着广泛的应用,但是目前对其室外传播特性的研究还比较少。因此对室外开阔环境和低矮草丛环境下的脉冲超宽带信号进行了实验测试并获得了相关实验结果。通过对实验数据的处理得出:在1～30m传输距离... 详细信息

脉冲超宽带(IR-UWB)技术在室外环境下有着广泛的应用,但是目前对其室外传播特性的研究还比较少。因此对室外开阔环境和低矮草丛环境下的脉冲超宽带信号进行了实验测试并获得了相关实验结果。通过对实验数据的处理得出:在1～30m传输距离上,开阔环境的路径损耗指数在2～3之间,平均附加时延不超过40ns;低矮草丛环境的路径损耗较大,损耗指数在4左右,而且多径效应比较明显,平均附加时延可达100ns。结合超宽带技术相关理论,对实验结论进行了验证,分析表明:所采用的实验测试方法可行,得出的传播特性符合客观规律,获得的相关参数能够为超宽带技术的室外应用提供依据。

关键词：脉冲超宽带室外环境实验测试传播特性

室外环境下人脸部红外热图像测温区域定位研究

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室外环境下人脸部红外热图像测温区域定位研究

作者：孙磊常州大学

学位级别：硕士

伴随COVID-19全面爆发,预防病毒的传播成各个国家关键问题。由于病毒引起患者常见的症状是发热,因此非接触、快速测温的红外热成像仪被广泛应用于人口流动性大的场所以及公共建筑区域。但是室外待检通道中,红外热成像受到环境背景温度... 详细信息

伴随COVID-19全面爆发,预防病毒的传播成各个国家关键问题。由于病毒引起患者常见的症状是发热,因此非接触、快速测温的红外热成像仪被广泛应用于人口流动性大的场所以及公共建筑区域。但是室外待检通道中,红外热成像受到环境背景温度过高导致前景目标特征区域边界模糊,同时图像噪声干扰大,降低了目标区域检测的准确率,继而影响发热筛查的效果。因此本课题研究如何有效解决室外环境下人脸部热图像测温区域的定位,提高测温区域定位的准确率。本文首先针对人脸部红外热图像面部倾斜问题提出了双前沿主动轮廓分割结合中分线的倾斜校正方法,接着将较正后的图像进行眼镜遮挡判断,引入改进积分投影曲线特征的眼镜遮挡判断方法对遮挡图像进行分类。分类后的图像最终采用以下两种不同的方式进行测温区域定位,同时提高算法定位的准确率与稳定性。针对室外环境下存在眼镜遮挡的人脸红外热图像,提出了人脸部红外热图像前额定位算法,该算法首先引入MB＿LBP特征对头部上半区域进行特征提取,并结合强分类Gentle-adaboost提高算法的准确率,接着将提取的头部上半区域进行阈值处理,引入改进的全局阈值处理剔除影响前额区域定位的其它特征,最后采用双前沿主动轮廓对前额区域存在部分头发遮挡进行分割,提高前额定位的准确率。针对无遮挡的人脸红外热图像,提出了人脸部红外热图像内眼角定位算法,该算法首先采用HAAR级联特征分类对人脸、人眼粗定位,确定人眼大致的区域,并引入几何校正对眼睛区域精确定位。面对内眼角区域小、温度高等问题,在之前的基础上又提出区域精化与区域生长分割相结合的方法定位内眼角,极大提高内眼角定位的准确率。通过大量的特征训练、图像处理、可行性分析以及对比实验证明算法在室外环境下人脸部红外热图像测温区域定位中有着较好的准确率。其中在室外自行采集的E40数据集中人脸部红外热图像前额区域定位准确率达到了93.68%,能有效的提取前额区域,同样人脸部红外热图像内眼角区域定位的准确率达到了97.7%。与其他算法相比在准确率上都很大的提高,且实时性上也能满足基本要求。

关键词：红外测温室外环境遮挡判别前额定位内眼角定位

室外环境下视觉与惯导融合定位算法研究与实现

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室外环境下视觉与惯导融合定位算法研究与实现

作者：向良华哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

移动机器人在未知环境下的自主导航是实现机器人智能的关键技术之一,而定位技术是自主导航的核心。针对基于视觉特征点的视觉定位与建图系统在特征点较少、相机移动过快以及图像不清晰等等情况下,定位系统会出现跟踪特征点丢失、鲁棒性... 详细信息

移动机器人在未知环境下的自主导航是实现机器人智能的关键技术之一,而定位技术是自主导航的核心。针对基于视觉特征点的视觉定位与建图系统在特征点较少、相机移动过快以及图像不清晰等等情况下,定位系统会出现跟踪特征点丢失、鲁棒性变差、定位精度较低的问题,本文研究了在室外环境下通过紧耦合视觉信息与惯导信息,非线性优化的视觉-惯性同时定位与建图系统。本文首先研究了惯性导航系统。描述了惯导姿态的表征,如旋转矩阵与欧拉角的相互变换,旋转矩阵与四元数之间的变换,以及欧拉角与四元数的互相转换。推导了姿态、速度、位移更新算法。其次研究了视觉SLAM算法。建立了相机针孔模型和畸变模型,通过张正友棋盘标定法标定双目相机得到左右目的内外参、畸变系数。根据提取的特征点存在大量的误匹配情况,选用随机抽样一致算法(RANSAC)方法去除误匹配的特征点,基于两帧间正确匹配图像特征点来进行运动估计。对运动估计出来的位姿与三维空间点进行非线性优化。非线性优化介绍了常用的高斯牛顿法、LM法及它们的区别,在本文中通过比较分析选用LM法。针对视觉SLAM算法存在着特征点较少、快速运动等问题下定位系统会出现跟踪特征点丢失,研究了视觉与惯导融合定位算法。讨论了基于松耦合和紧耦合的视觉惯导融合定位方法优缺点,选用紧耦合的视觉惯导融合定位方案。为了解决IMU时间戳与相机的时间戳不一致的问题,利用预积分得到上一个关键帧到当前帧的IMU信息。引入一种IMU初始化方法,分步估计重力方向、速度、陀螺仪和加速度计的偏差。通过IMU的预积分测量值预测关键帧的初始位姿,并把惯导预积分的约束加入到非线性优化里。在后端优化中,在滑动窗口内非线性优化关键帧的位姿、地图点和IMU预积分,并更新IMU的偏差.为了评估视觉惯导定位系统和视觉定位系统的有效性,在室外环境下做视觉与惯导融合实验。将双目视觉惯性模组、嵌入式板卡TX2和Turtlebot小车组成一整个移动平台,在室外测试场地分别进行了视觉定位实验和视觉惯导实验,实验和仿真结果表明视觉惯导定位系统相比视觉定位系统具有更高的精度和更好的鲁棒性,同时证明了这种视觉惯导定位方案的合理性。

关键词：视觉惯导SLAM 视觉SLAM 室外环境机器人