[發明專利]一種基于Kinect生成三維導航地圖室內移動機器人

在審

• 申請號: 201310613016.5
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN104677347A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 費浚純
• 申請（專利權）人: 哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及的是一種用于室內移動機器人，特別涉及到一種基于Kinect生成三維導航地圖室內移動機器人。?

背景技術

地圖創建技術對于移動機器人的路徑規劃具有十分重要的作用，首先對機器人室內二維地圖生成方法進行了介紹，包括柵格法、聲納法、立體視覺方法等。隨著科學技術的發展，三維地圖創建技術成為研究熱點。Kinect是一種體感器，具備較強大的圖像處理功能。利用Kinect掃描室內環境，將獲取的數據經計算機處理后，獲得室內環境的三維地圖。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種室內移動機器人，有效指導室內機器人運動。?

本發明的目的是這樣實現的：?

一種基于Kinect生成三維導航地圖室內移動機器人，其組成包括：Kinect原始數據采集模塊、拉普拉斯平滑處理模塊、對齊矯正模塊、分割重建模塊。?

所述的一種基于Kinect生成三維導航地圖室內移動機器人，其特征在于所述的Kinect原始數據采集模塊，先將Kinect采集到的數據填充至緩沖區，然后將其中的深度數據累加到累加緩沖區，和以前緩沖區的數據相加取平均值，如果平均值小于設定的閾值，那么就累加，否則不進行累加，累加次數默認設置為5次。?

所述的一種基于Kinect生成三維導航地圖室內移動機器人，其特征在于所述的拉普拉斯平滑處理模塊能夠將傘狀同格的周圍頂點的三維情況，向其重心位置偏移。?

所述的一種基于Kinect生成三維導航地圖室內移動機器人，其特征在于所述的對齊矯正模塊采用表面對齊-半自動計算方法：先確定一個基準面，再確定前后兩個面，即可大致的確定物體的輪廓。?

所述的一種基于Kinect生成三維導航地圖室內移動機器人，其特征在于所述的分割重建模塊通過點云生成八叉樹，然后得到基于這些點云的外表面數據，從點云到面的重建能夠將Kinect采集到的數據轉換成常用的表面數據，得到一個物體的幾個獨立面，再將這幾個獨立面合并，合并后會得到點云的外表面輪廓。?

具體包括以下幾個步驟：?

采集Kinect原始數據；?

拉普拉斯平滑處理；?

面的初步對齊；?

基于分割的表面重建；?

基于視角的紋理貼圖。?

本發明的技術方案的實質是：首先利用Kinect進行原始數據采集，獲得環境深度信息數據，然后對采集到的圖像數據進行拉普拉斯平滑處理，以減少噪聲的影響，經過面的初步對齊后，利用迭代最近點算法獲得精確變換矩陣，以獲取坐標流水線；然后利用分割法進行表面重建和紋理貼圖，以使模型更真實，最后導出三維模型。?

該技術方案的優點在于：?

設備成本低，操作容易，適合普通用戶使用。?

附圖說明

圖1為地磁導航基準圖構建流程圖；?

圖2室內環境平面圖；?

具體實施方式

一種基于Kinect生成三維導航地圖室內移動機器人，其組成包括：Kinect原始數據采集模塊、拉普拉斯平滑處理模塊、對齊矯正模塊、分割重建模塊。?

其特征在于所述的Kinect原始數據采集模塊，先將Kinect采集到的數據填充至緩沖區，然后將其中的深度數據累加到累加緩沖區，和以前緩沖區的數據相加取平均值，如果平均值小于設定的閾值，那么就累加，否則不進行累加，累加次數默認設置為5次。?

其特征在于所述的拉普拉斯平滑處理模塊能夠將傘狀同格的周圍頂點的三維情況，向其重心位置偏移。?

其特征在于所述的對齊矯正模塊采用表面對齊-半自動計算方法：先確定一個基準面，再確定前后兩個面，即可大致的確定物體的輪廓。?

其特征在于所述的分割重建模塊通過點云生成八叉樹，然后得到基于這些點云的外表面數據，從點云到面的重建能夠將Kinect采集到的數據轉換成常用的表面數據，得到一個物體的幾個獨立面，再將這幾個獨立面合并，合并后會得到點云的外表面輪廓。?

步驟1：采集Kinect原始數據：?

首先將Kinect采集到的數據填充至緩沖區，然后將其中的深度數據累加到累加緩沖區，然后和以前緩沖區的數據相加取平均值，如果這個平均值小于事先設定的一定的閾值，那么就累加，否則不能進行累加，這里將累加次數設置為5。?

步驟2：拉普拉斯平滑處理：?