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V-SLAM中点云配准算法改进及移动机器人实验

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哈尔滨工业大学学报 2019年第1期51卷 170-177页

作者：胡章芳漆保凌罗元张毅谭术兵光电信息传感与技术重点实验室(重庆邮电大学) 重庆400065 重庆邮电大学信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

针对移动机器人视觉同时定位与地图构建(visual simultaneous location and mapping,V-SLAM)中,存在帧间配准误差大造成重建精度低、位姿轨迹丢失的问题,提出一种三阶段改进点云配准的ICP算法.首先通过RANSAC(随机采样一致性)采样策略对... 详细信息

针对移动机器人视觉同时定位与地图构建(visual simultaneous location and mapping,V-SLAM)中,存在帧间配准误差大造成重建精度低、位姿轨迹丢失的问题,提出一种三阶段改进点云配准的ICP算法.首先通过RANSAC(随机采样一致性)采样策略对RGB图进行点对的筛选从而获得内点完成预处理;然后采用基于刚体变换一致性的对应点双重距离阈值法完成点云初配准;在得到良好的初始位姿下,引入一种动态迭代角度因子的ICP精配准方法.在后端部分引入滑动窗口法和随机采样法相结合的关键帧筛选机制,结合g2o(general graph optimization)图优化算法优化机器人位姿轨迹,实现全局一致的VSLAM系统.采用标准点云模型对本文算法与文献算法进行点云配准实验对比,在配准精度上有明显提高;通过移动机器人在真实环境下的地图重建实验,验证了本文算法的有效性;最后基于TUM数据集的实验表明了本文算法能有效估计出机器人运行轨迹.

关键词：移动机器人 V-SLAM 双重阈值 SLAM 初配准帧间配准迭代角度因子 ICP

动态环境下融合边缘信息的稠密视觉里程计算法

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哈尔滨工业大学学报 2021年第2期53卷 132-139页

作者：周凯罗元张毅李晋宏光电信息传感与技术重点实验室(重庆邮电大学) 重庆400065 重庆邮电大学信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

针对传统的视觉里程计算法在动态环境下存在位姿估计精度不高且鲁棒性较差的问题,提出一种融合边缘信息的稠密视觉里程计算法.首先,使用深度信息计算像素点的空间坐标,并采用K-means算法进行场景聚类.分别基于光度信息与边缘信息的聚类... 详细信息

针对传统的视觉里程计算法在动态环境下存在位姿估计精度不高且鲁棒性较差的问题,提出一种融合边缘信息的稠密视觉里程计算法.首先,使用深度信息计算像素点的空间坐标,并采用K-means算法进行场景聚类.分别基于光度信息与边缘信息的聚类构建出光度及几何一致性误差与边缘对齐误差,两者结合并进行正则化后得到数据融合的残差模型.将平均背景深度引入到残差模型中,用以扩大动、静部分残差差距而有利于正确的运动分割.然后,根据聚类残差分布的普遍特征,构建运动似然的非参数统计模型,通过动态阈值进行运动分割,剔除动态物体并得到聚类权重.最后,将加权聚类残差加入到位姿估计的非线性优化函数中,以降低动态物体的影响,提高位姿估计的精度.在TUM数据集上进行实验,结果表明本文算法在静态环境下以及富有挑战性的高动态环境下都能取得较好的结果,在动态环境下比现有算法具有更高的精度与鲁棒性.

关键词：移动机器人视觉里程计边缘对齐动态环境运动分割

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一种新的听觉特征提取算法研究

南京邮电大学学报（自然科学版） 2017年第2期37卷 27-32页

作者：林海波王可佳重庆邮电大学重庆市信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

人类听觉系统具有显著的分析和识别信号的能力,一个好的听觉特征提取算法能提高说话人识别系统的性能。文中提出的算法从模拟人类听觉角度出发,首先采用伽马通(Gammatone)滤波器组代替传统的三角滤波器组来模拟人耳耳蜗的听觉模型,然后... 详细信息

人类听觉系统具有显著的分析和识别信号的能力,一个好的听觉特征提取算法能提高说话人识别系统的性能。文中提出的算法从模拟人类听觉角度出发,首先采用伽马通(Gammatone)滤波器组代替传统的三角滤波器组来模拟人耳耳蜗的听觉模型,然后引入等响曲线进行等响预加重,初步提取出GFCC,最后经过半升正弦函数倒谱提升技术提取说话人语音信号的特征参数NewGFCC。实验表明,该算法在说话人识别系统中具有较高的识别率和鲁棒性。

关键词：听觉特征 Gammatone滤波器等响曲线倒谱提升

基于Kinect的改进移动机器人视觉SLAM

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智能系统学报 2018年第5期13卷 734-740页

作者：蔡军陈科宇张毅重庆邮电大学重庆市信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

针对传统ICP(iterative closest points,迭代最近点算法)存在易陷入局部最优、匹配误差大等问题,提出了一种新的欧氏距离和角度阈值双重限制方法,并在此基础上构建了基于Kinect的室内移动机器人RGB-D SLAM(simultaneous localization an... 详细信息

针对传统ICP(iterative closest points,迭代最近点算法)存在易陷入局部最优、匹配误差大等问题,提出了一种新的欧氏距离和角度阈值双重限制方法,并在此基础上构建了基于Kinect的室内移动机器人RGB-D SLAM(simultaneous localization and mapping)系统。首先,使用Kinect获取室内环境的彩色信息和深度信息,通过图像特征提取与匹配,结合相机内参与像素点深度值,建立三维点云对应关系;然后,利用RANSAC(random sample consensus)算法剔除外点,完成点云的初匹配;采用改进的点云配准算法完成点云的精匹配;最后,在关键帧选取中引入权重,结合g2o(general graph optimization)算法对机器人位姿进行优化。实验证明该方法的有效性与可行性,提高了三维点云地图的精度,并估计出了机器人运行轨迹。

关键词：移动机器人 Kinect 同时定位与地图构建迭代最近点算法关键帧随机采样一致性位姿估计三维重建

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基于改进的局部方向模式人脸表情识别算法

重庆大学学报（自然科学版） 2019年第3期42卷 85-91页

作者：罗元余朝靖张毅刘浪重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重点实验室重庆400065 重庆邮电大学重庆市信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

针对LDP利用Kirsch算子计算8方向的边缘响应值并排序,特征提取速度慢的问题,提出了一种改进的分解局部方向模式DLDP(divided local directional pattern)特征提取方法。将Kirsch算子的8个方向掩模分成2个子方向掩模再分别计算边缘响应值... 详细信息

针对LDP利用Kirsch算子计算8方向的边缘响应值并排序,特征提取速度慢的问题,提出了一种改进的分解局部方向模式DLDP(divided local directional pattern)特征提取方法。将Kirsch算子的8个方向掩模分成2个子方向掩模再分别计算边缘响应值,获得2个编码(DLDP1和DLDP2),级联两个编码的直方图得到表情特征DLDP。然后利用主成分分析法(PCA,principal component analysis)降维处理。最后用支持向量机进行表情识别,在JAFFE数据库上的实验表明,本文方法与近几年效果较好的特征提取算法相比,不仅缩短了特征提取的运算时间,而且提高了识别率。

关键词：表情识别 Kirsch算子分解局部方向模式 PCA

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基于时空注意力网络的中国手语识别

半导体光电 2020年第3期41卷 414-419页

作者：罗元李丹张毅重庆邮电大学光电工程学院重庆400065 重庆邮电大学信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

手语识别广泛应用于聋哑人与正常人之间的交流中。针对手语识别任务中时空特征提取不充分而导致识别率低的问题,提出了一种新颖的基于时空注意力的手语识别模型。首先提出了基于残差3D卷积网络(Residual 3DConvolutional Neural Network... 详细信息

手语识别广泛应用于聋哑人与正常人之间的交流中。针对手语识别任务中时空特征提取不充分而导致识别率低的问题,提出了一种新颖的基于时空注意力的手语识别模型。首先提出了基于残差3D卷积网络(Residual 3DConvolutional Neural Network,Res3DCNN)的空间注意力模块,用来自动关注空间中的显著区域;随后提出了基于卷积长短时记忆网络(Convolutional Long Short-Term Memory,ConvLSTM)的时间注意力模块,用来衡量视频帧的重要性。所提算法的关键在于在空间中关注显著区域,并且在时间上自动选择关键帧。最后,在CSL手语数据集上验证了算法的有效性。

关键词：手语识别时空注意力残差3D网络卷积LSTM网络

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视觉注意力检测技术研究综述

半导体光电 2019年第1期40卷 1-8页

作者：罗元陈雪峰毛雪峰张毅重庆邮电大学光电工程学院重庆400065 重庆邮电大学信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

近年来,为实现服务机器人智能人性化的人机交互、用户认知障碍诊断等,视觉注意力(Visual Focus of Attention,VFOA)检测技术已成为国内外的热点研究课题。重点分析了该技术的流程及相关方法实施细节,给出了目前VFOA检测研究时使用到的... 详细信息

近年来,为实现服务机器人智能人性化的人机交互、用户认知障碍诊断等,视觉注意力(Visual Focus of Attention,VFOA)检测技术已成为国内外的热点研究课题。重点分析了该技术的流程及相关方法实施细节,给出了目前VFOA检测研究时使用到的数据集情况,并对视觉注意力检测技术的应用场景进行了梳理。通过对当前视觉注意力检测系统优缺点的分析,指出了该技术的研究难点与未来研究方向。

关键词：图像处理视觉注意力检测视线估计机器视觉人机交互

基于改进去伪匹配SURF算法的静态手语字母识别

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激光杂志 2014年第7期35卷 1-4页

作者：罗元杨明珠张毅重庆邮电大学重庆市信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

针对SURF(Speeded-Up Robust Features)特征点不稳定性导致的伪匹配问题以及距离特征判别兴趣点真伪的方法未考虑到图像尺度变化情况的匹配问题,本文结合深度图像提出一种改进的去伪匹配SURF算法用于静态手语识别。改进的去伪匹配算法... 详细信息

针对SURF(Speeded-Up Robust Features)特征点不稳定性导致的伪匹配问题以及距离特征判别兴趣点真伪的方法未考虑到图像尺度变化情况的匹配问题,本文结合深度图像提出一种改进的去伪匹配SURF算法用于静态手语识别。改进的去伪匹配算法采用手势轮廓面积加权的距离特征判别法,同时,采用角度特征判别法综合剔除错误匹配点。实验表明,手势轮廓面积对距离的加权有效解决尺度变化对匹配点去伪的影响,且本方法对光照、复杂背景、角度和尺度变化有较强鲁棒性,具有更高的识别率。

关键词：改进SURF算法距离判别角度判别手势轮廓面积

混响环境下基于分频的广义互相关时延估计算法

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计算机工程 2018年第9期44卷 269-273页

作者：胡章芳乐聪聪张毅罗元刘宇重庆邮电大学重庆市信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心重庆400065

实际室内环境存在混响,导致声源定位准确率下降。为此,提出一种基于分频的广义互相关时延估计声源定位算法。双耳信号通过Gammatone滤波器后得到分频的子带信号,在每个子带信号中进行最小相位分解的去混响处理,从倒谱域中反变换到时域... 详细信息

实际室内环境存在混响,导致声源定位准确率下降。为此,提出一种基于分频的广义互相关时延估计声源定位算法。双耳信号通过Gammatone滤波器后得到分频的子带信号,在每个子带信号中进行最小相位分解的去混响处理,从倒谱域中反变换到时域后对每个子带进行互相关计算,然后求和每个子带互相关函数得到最大互相关值相对应的双耳时间差值,最终通过几何模型获得方位角。仿真结果表明,相比PHAT-GCC声源定位法,该算法能减少混响环境带来的定位误差,提高声源定位的稳定性。

关键词：声源定位双耳互相关时延估计 Gammatone滤波器方位角