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基于特征线段匹配的救援机器人建图方法

图学学报 2013年第4期34卷 83-87页

作者：许国玉曹虎辰刘少刚哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对救援机器人的环境识别及其建图(SLAM)问题,提出了一种基于特征线段匹配的方法。通过激光雷达获取环境信息,采用特征线段提取匹配的方法提高了系统运行速度,在救援机器人移动过程中,系统能够及时、准确地进行全局地图更新。在救援环... 详细信息

针对救援机器人的环境识别及其建图(SLAM)问题,提出了一种基于特征线段匹配的方法。通过激光雷达获取环境信息,采用特征线段提取匹配的方法提高了系统运行速度,在救援机器人移动过程中,系统能够及时、准确地进行全局地图更新。在救援环境中,利用救援机器人进行环境识别及建图,实验结果表明:采用基于特征线段匹配方法实现建图,能够得到较完整的环境地图,其方法具有很好的实用性。

关键词：救援机器人 SLAM Split-and-Merge 特征线段

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基于特征线段综合的图案元素生成

中国图象图形学报（A辑） 2001年第6期6卷 547-551页

作者：张玲莉鲁东明潘云鹤浙江大学人工智能研究所杭州310027

对于美术图案智能生成系统 ,其元素的获取、绘制及录入一直是一个瓶颈问题 ,为此提出了一种应用综合推理的思想来生成新的图案元素的方法 .这种方法可以直接从已有图案元素的形象信息出发 ,根据一定的特征要求 ,迅速综合生成新的图案元... 详细信息

对于美术图案智能生成系统 ,其元素的获取、绘制及录入一直是一个瓶颈问题 ,为此提出了一种应用综合推理的思想来生成新的图案元素的方法 .这种方法可以直接从已有图案元素的形象信息出发 ,根据一定的特征要求 ,迅速综合生成新的图案元素或原元素的多种变化形态 ,因而大大丰富了图案元素库 ,并在一定程度上缓解了元素获取。

关键词：图案智能创作综合推理元素生成特征线段美术图案智能生成系统提取

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基于特殊角点的特征线段的立体匹配的研究

基于特殊角点的特征线段的立体匹配的研究

作者：杨明辽宁大学

学位级别：硕士

立体匹配是机器视觉中的核心问题同样也是瓶颈问题。立体匹配中的特征匹配拥有较强的抗干扰能力，计算量少，相对处理速度较快，能够满足一般实时性的需求，尽管特征匹配不能得到稠密的视差图，但是在模式识别与图像理解等领域，对于图... 详细信息

立体匹配是机器视觉中的核心问题同样也是瓶颈问题。立体匹配中的特征匹配拥有较强的抗干扰能力，计算量少，相对处理速度较快，能够满足一般实时性的需求，尽管特征匹配不能得到稠密的视差图，但是在模式识别与图像理解等领域，对于图像特征提取与匹配的研究具有重大意义。线段特征具有良好的集合解析性，并且能够很容易的描述目标，对于双目视觉系统来说，线段特征的提取与匹配的准确程度以及实时性直接影响着对目标物体的识别。在现实生活中，人造事物的轮廓大部分都可以利用线段进行描述，例如：室外的建筑、道路、室内的绝大多数物体轮廓，因此本文主要是研究特征线段的快速精确提取与匹配问题。针对特征线段提取的问题，本文提出一种基于特殊角点的逼近式特征线段的提取方法，主要是将Hough与Harris算法有效结合，从而提高利用Hough算法提取线段的速度以及得到更加准确的端点。主要思想是借鉴于Harris角点提取算法的优点：一方面它计算简单，处理速度快，并且在边缘能提取大量的角点;另一方面，对于特征角点的提取数量可以控制，并且可以根据需要选择部分点，然后将提取的特殊角点(角点以及角点量较大的点)作为基础，通过Hough算法提取特征线段。但是Harris算法与Hough算法拥有它们自身的缺点：Harris算法通过高斯滤波尽管去除了部分噪声，但是同时对边缘也起到了模糊和弱化的效果，导致很多边缘的特殊角点无法提取，并且还可能提取大量的无规则的纹理角点;Hough算法不能精确的得到线段端点的问题。本文提出两点解决以上问题：第一、提出了在Harris算法中利用锐化处理突出边缘，然后再利用纹理密度测度算子过滤纹理角点，减少Hough所处理的像素基元，从而提高提取线段的速度;第二、利用逼近式方法尽量准确的提取线段的端点，以克服Hough算法不能够精确得到端点的问题。针对特征线段匹配的问题，本文提出利用角点约束减少搜索空间，然后利用彩色信息相关匹配与灰度匹配相融合的匹配方法，从而提高匹配精度。传统利用极线约束将搜索空间从二维降到一维，本文提出角点约束，可以将搜索空间降到数个点，再结合彩色匹配算法的优点以弥补灰度匹配的不足，比如对于光照的敏感性，提高匹配精度，并且进一步可以对未找到的匹配直线，利用已找到的匹配点进行最小二乘拟合形成匹配线段，从而提高成功匹配率。

关键词：立体匹配特殊角点特征线段彩色相关匹配

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基于特征线段的图像快速拼接算法

计算机与数字工程 2009年第3期37卷 75-77页

作者：汤旭涛赵俊逸华东师范大学信息学院计算中心上海200062

在讨论图像拼接的模板匹配法的基础上,针对计算量太大的问题,提出了一种提高效率的改进算法。选取四条特征线段做为模板,并利用相邻图像之间的颜色信息进行图像拼接。试验结果表明,改进算法不但降低了计算复杂度,还很好的保证了拼接质量。

关键词：图像拼接模板匹配特征线段

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移动机器人激光SLAM导航定位方法研究

机械设计与制造 2023年第11期393卷 235-240页

作者：张彦陈学京肖献强王家恩合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009

为了提高激光SLAM导航定位的实时性和稳定性,采用自适应阈值法、迭代适应点以及最小二乘法结合直线度的方法提取局部地图中的特征线段和全局地图中的线段,通过特征线段匹配进行初始定位。利用惯性导航位姿推算结合地图匹配的方法进行动... 详细信息

为了提高激光SLAM导航定位的实时性和稳定性,采用自适应阈值法、迭代适应点以及最小二乘法结合直线度的方法提取局部地图中的特征线段和全局地图中的线段,通过特征线段匹配进行初始定位。利用惯性导航位姿推算结合地图匹配的方法进行动态定位,获得机器人的实时位姿。同时,采用动态重定位的方法进行重定位,提高了移动机器人对工作环境的适应能力和可靠性。实验表明,基于地图匹配的导航定位算法的定位精度在±40mm以内,定位的时间不大于0.03s,可以较好地满足机器人的实际导航需求。

关键词：激光导航特征线段线段匹配地图匹配

基于SLAM导航的堆垛式叉车AGV研究与设计

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基于SLAM导航的堆垛式叉车AGV研究与设计

作者：李恒恒合肥工业大学

学位级别：硕士

自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)作为智能制造系统的重要组成部分,为智能制造系统提供柔性物料搬运,其无人化趋势已是必然。其中,叉车型AGV在仓储物流行业中,可以快速完成物料的装载、运输、卸载,具有安全高效、智能化程度高... 详细信息

自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)作为智能制造系统的重要组成部分,为智能制造系统提供柔性物料搬运,其无人化趋势已是必然。其中,叉车型AGV在仓储物流行业中,可以快速完成物料的装载、运输、卸载,具有安全高效、智能化程度高、劳动力成本低的显著优点。针对此,本课题设计了一款基于SLAM(Simultaneous Localization And Mapping,SLAM)导航的堆垛式叉车AGV,以搭建的AGV软硬件系统为基础,重点研究了激光SLAM导航定位算法以及路径跟踪控制算法。首先,针对市面上AGV控制器性价比不高,本文设计了一款叉车式AGV专用控制器,并基于此控制器进行AGV的各硬件选型以及电气连接,完成AGV硬件系统设计,同时介绍了AGV的软件系统设计理念以及环境搭建方法。其次,采用Karto-SLAM构图算法在实验场地构建环境地图,在此地图基础上,研究SLAM导航定位算法,改进了一种基于IEPF算法(Iterative End Point Fit,IEPF)以及最小二乘法的雷达点云线段提取方法,将提取出的特征线段与环境地图匹配得到初始定位位姿,并采用地图匹配与惯性导航位姿推算相结合的方法获取AGV动态定位位姿,保证AGV定位的稳定性、可靠性。然后,结合单舵机底盘分布方式,采用基于预瞄点的路径跟踪控制模型,并设计了稳定快速的加减速运动控制模型,将运动参数写入下层控制器实现AGV的路径跟踪控制。最后,利用拓扑建模法将环境地图转化为拓扑地图,基于A*算法规划Z字形路径和八字形路径,AGV沿着规划路径行驶得到测试结果,测试结果表明,本文设计的堆垛式叉车AGV能够实现较好的路径跟踪控制精度。

关键词：堆垛式叉车 SLAM导航特征线段路径跟踪

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基于超声波雷达的改进车位检测算法研究

中国机械工程 2020年第14期31卷 1747-1753页

作者：仇旭朱浩邓元望湖南大学机械与运载工程学院长沙410082

针对传统车位检测算法因难以捕捉距离跳变和确定车位姿态而导致检测准确性不足的问题,提出了一种基于拟合特征线段的改进车位检测算法。针对超声波雷达幅值衰减设计了能量增益补偿方案;根据车辆实时位姿和超声波距离数据拟合代表障碍物... 详细信息

针对传统车位检测算法因难以捕捉距离跳变和确定车位姿态而导致检测准确性不足的问题,提出了一种基于拟合特征线段的改进车位检测算法。针对超声波雷达幅值衰减设计了能量增益补偿方案;根据车辆实时位姿和超声波距离数据拟合代表障碍物轮廓的特征线段,借助激光雷达对特征线段拟合精度进行评价,并进一步设计了融合车位初步检测、车位再判断、车位约束条件判断及车位姿态计算的检测流程。利用实车平台对所提算法进行了实验验证,实验结果表明,所提算法的平均检测准确率达92.5%,能为智能汽车泊车系统提供准确、可靠的目标车位信息。

关键词：超声波雷达车位检测最小值滤波特征线段

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基于图形图像知识的图案创作思维模拟及应用

基于图形图像知识的图案创作思维模拟及应用

作者：施敏浙江大学

学位级别：硕士

使用计算机技术模拟艺术作品的创作，是使用信息技术传承、理解和创造文化的一种手段。在对数字化的文物进行理解，分析和学习其风格和特点的基础上，它模仿艺术家欣赏和创作艺术品的思维过程，进行新的创作。通... 详细信息

使用计算机技术模拟艺术作品的创作，是使用信息技术传承、理解和创造文化的一种手段。在对数字化的文物进行理解，分析和学习其风格和特点的基础上，它模仿艺术家欣赏和创作艺术品的思维过程，进行新的创作。通过这种方式，创作出来的作品，不仅具有类似文物的风格和特点，而且是对文物的改进和升华。因此，这种艺术作品再创作的过程，含有“扬弃”的特点，是一种对文化的升华，是基于理解的文化创造，是弘扬和发展文化遗产的一种有效途径。由于艺术作品的创作，是一种高级的精神现象，将涉及到一些比较复杂的心理功能，传统的计算机图形图像处理中的“逻辑思维”已经无法实行这个过程。为了弥补这个不足，我们引入形象思维和智能技术，结合图形图像知识，模拟这个既有逻辑思维，又有形象思维，既要使用大量精确的公式，又要是使用大量模糊的经验的创作思维过程。首先，通过分析艺术品的欣赏和创作过程，对艺术品尤其是书画作品的风格特征进行了研究，对艺术品风格进行了定义和知识表达，给出了两种基于形象信息的创作思维模型：综合推理模型和基于CASE的推理模型。其次，我们采用了图像检索中的基于交互动态规划的彩色图像边缘提取技术和基于色彩层的色彩知识的提取技术，获得艺术作品的风格知识，用于新的创作中。作为艺术品创作的基本单元，基元获取的复杂性和耗时性是创作过程的一个瓶颈。我们使用综合推理创作模型来解决这个问题，提出了基于特征线综合的基元的自动设计，直接从已有基元的形象信息出发，根据一定的特征要求，迅速综合生成新的基元或基元的多种变化形态。作为图案作品的重要特征之一，色彩的处理也至关重要。由于孟赛尔色彩协调理论很难用精确的规则来表示，我们引入了直观而且符合人的形象思维习惯的基于实例的推理技术。根据色彩理论，给出了艺术品的色彩协调知识的形式化表达，提取成功的艺术作品的色彩协调知识，应用于目标，使之色彩具有整体性、一致性和连贯性。这个模块既可以作为自动生成艺术品中的一个重要步骤，也可以单独用来让计算机学习名家，名画中的色彩风格，自动生成具有这些风格的新的作品。根据以上的研究结果，我们设计开发了基于风格模板的图案智能创作系统，其系统体系更符合人的创作思维过程，同时具有很好的交互性和智能性，使用者可以更方便的进行设计。目前，我们已经使用这个系统积累了多种图案的风格特征，并创作出了丰富多样的新的图案作品。

关键词：创造性思维知识表达综合推理基于实例的推理特征线段色彩协调风格模板

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人脸图像变形动画技术研究

人脸图像变形动画技术研究

作者：胡亮中南林业科技大学

学位级别：硕士

人脸图像变形动画技术是计算机动画研究的一个重要分支。无论是电影电视、游戏娱乐、远程通信还是虚拟环境,人脸动画技术都被应用其中,为人们的交流、文化和娱乐带来极大的便利和乐趣,因此,这一研究领域越来越受到人们的关注。它涉及到... 详细信息

人脸图像变形动画技术是计算机动画研究的一个重要分支。无论是电影电视、游戏娱乐、远程通信还是虚拟环境,人脸动画技术都被应用其中,为人们的交流、文化和娱乐带来极大的便利和乐趣,因此,这一研究领域越来越受到人们的关注。它涉及到人体生理学、心理学、艺术、计算机图形学和视觉等等多个学科。在此领域,无数的研究者奉献了自己的心力,为我们带来更好更有表现力的人脸动画技术。本文研究的是二维人脸图像的变形动画技术。文章概括了几种常见的人脸特征提取方法,系统的介绍了各种图像变形技术和人脸动画技术,总结了图像变形的基本原理、现状研究和存在的问题。在人脸图像特征区域提取方面,通过对不同提取方法适用范围的对比,针对人脸图像结构特征和局部变形动画实现的需要,采用了积分投影与数据分析的特征区域的提取方法。在源图像到目标图像间的变形方面,提出了改进的基于特征线段的图像变形方法。这种方法先要从源图像和目标图像提取出的特征中,找出对应的特征线对,建立起两幅图像之间的映射关系。再对源图像和目标图像按一定比例进行插值,由此生成一组渐变的人脸变形图像。针对改进前的方法存在着计算量较大、运行等待时间较长的问题,本文改进后的算法运行速度有了明显提高。人脸局部变形方面,本文提出了一种基于像素点位移的变形方法,即通过一定的映射关系使图像中的像素点的像素值的位移发生改变,从而生成新的变形图像。本文以人脸局部变形中变化最明显的嘴巴和眼睛为例,研究和分析了它们的变形算法思想,提出了具体的算法。该算法生成的人脸局部变形动画连续性好、可参数化交互实现多种变形效果。本文主要就人脸图像变形动画技术的两大核心环节——人脸特征提取、图像变形展开说明,从实践的角度,论述了相关技术的实现过程。研究的方法和实验数据具备一定的实用参考价值。

关键词：二维人脸图像特征区域特征线段局部变形动画生成