三維模型重建可以怎樣用於機器人導航。?
申請了一個三維模型重建的項目,老師的本意是將它用於機器人導航。
考慮方案時感覺點雲處理過就可以導航了,三維模型並沒有什麼用途啊……還有一個技術問題,想用kinect獲取點雲,然後困難在於點雲融合的地方。了解到monoslam演算法,應該是一個可以搬的輪子吧?
綜上,想請教一下三維模型重建怎樣應用於機器人導航三維模型中點雲融合的方法
回答一下問題的要點:
- 三維模型能否用於導航?
可以。但是大部分移動機器人都在地面運動,所以導航用二維地圖足矣。二維地圖在ROS里就有包故不列舉。
三維模型可供無人機等在三維空間里運動的機器人導航。例如[1]:

- 怎樣的三維模型可用於導航?
原始點雲並不適合做3D導航。基於八叉樹的佔據網格型地圖Octomap[2]就是一個較好的例子。它將空間劃分成網格並以八叉樹的形式存儲,具有存儲高效、表達方式靈活的優點。上圖即是一個octomap的例子,可詳細的可參考原始論文或我的博客:SLAM拾萃(1):octomap - 3D模型怎麼來?
這其實是一個SLAM或SFM問題,考慮到機器人背景還是說SLAM為妥。既然你都用Kinect了,建議你使用RGBD SLAM方法,事實上RGBD在視覺slam中還算是最簡單的(相比於mono slam和stereo來說)。好用的RGBD SLAM例子有(論文就不列了,直接給git地址):
- rgbd-slam-v2:GitHub - felixendres/rgbdslam_v2: RGB-D SLAM for ROS
- rtabmap:https://github.com/introlab/rtabmap_ros#rtabmap_ros
- orb-slam2:GitHub - raulmur/ORB_SLAM2: Real-Time SLAM for Monocular, Stereo and RGB-D Cameras, with Loop Detection and Relocalization Capabilities
至於導航演算法,由於我個人是做slam的,只知道基本的A*, D*,進一步的就不清楚了,還望相關同學補充。
如果你想零基礎了解一下RGBD SLAM,可以參看我的博客,提供配套代碼與對應數據:半閑居士 - 博客園
參考文獻:
[1]. Real-Time Visual-Inertial Mapping, Re-localization and Planning onboard mavs in unknown environments, Michael Burri et al., IROS 2015.
[2]. OctoMap: An efficient probabilistic 3D mapping framework based on octrees, Hornung, Armin et al. Auton. Robots, 2013.
我的本科畢業設計也是一個機器人導航的,只不過用的不是3D圖像重建,用的是激光測距儀,一個簡單的周圍環境2D輪廓重建,避障什麼的還是沒問題,我沒有研究很深,畢業以後就沒有接觸了,因為現在導師沒給我安排這個方向了。
我當初用了兩個演算法,EKF SLAM和FastSLAM,下面是我用matlab模擬的結果,右下角是構建出來的地圖。

個人覺得這兩個演算法真的有很多很多不足,在現實生活中根本很難用得上,特別是隨著時間推移,誤差積分會越來越大,而且計算量不小,如果路面不平整,有坑坑窪窪的,或者機器人(假設是輪式機器人)輪胎打滑,最極端情況是假設機器人摔了一跤或者是突然將機器人移動到另外一個地方,那麼這個演算法就會幾乎完全失效。。。悲劇(原諒我才疏學淺,勿噴)
個人覺得目前解決的這個問題的終極辦法是把你對圖像中用於定位的興趣點識別率提高到越高越好,你想啊,我們人類是怎樣在腦海中構建地圖的?主要還是靠雙眼對周圍某些特徵的識別,比如房間中的門、窗戶、牆壁上的掛件等等,從而實現對自己的定位,要是識別能力上不去,這個SLAM框架再牛逼也是白搭。。。會隨著時間推移,地圖重建出來的效果越來越離譜,甚至完全不具有參考價值了(( ′? ??")
呃,好像有點偏題了,你問的三維地圖重建,不過,目前就我了解到的資料,主流框架還是SLAM,要是在移動環境中進行重建的話,還是離不開SLAM的……
個人覺得現在搞地圖重建真的瓶頸太大了,將來哪天圖像識別能力上去了,地圖重建也會迎刃而解了。Simultaneous localization and mapping
navigation - ROS Wiki
rviz - ROS Wiki
給你一些參考資料
他們也有基於kinect的項目:Robots/TurtleBot
不過貌似是基於第一代kinect 的
以前在QQ群里無意間看到一副圖片,是這樣的,我不是這個專業不懂,順便也請大神解答。


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SLAM及在機器人領域中的應用
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