采用kinect的移动机器人目标跟踪与避障-智能系统学报.pdfVIP

第８卷第５期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 智　 能　 系　 统　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ.８ №.５　 ２０１３年１０月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｏｃｔ. ２０１３　 ＤＯＩ:１０.３９６９/ ｊ.ｉｓｓｎ.１６７３￣４７８５.２０１３０１０２８ 网络出版地址:ｈｔｔｐ:/ / ｗｗｗ.ｃｎｋｉ.ｎｅｔ/ ｋｃｍｓ/ ｄｅｔａｉｌ/ ２３.１５３８.ＴＰ１１１０.００７.ｈｔｍｌ 采用Ｋｉｎｅｃｔ 的移动机器人目标跟踪与避障 １ꎬ２ ２ ２ １ ２ 贺超 ꎬ刘华平 ꎬ孙富春 ꎬ夏路易 ꎬ韩峥 (１.太原理工大学信息工程学院ꎬ山西 太原０３００２４ꎻ２.清华大学智能技术与系统国家重点实验室ꎬ北京 １０００８４) 摘　 要:为实现移动机器人在目标跟踪的同时进行避障ꎬ采用Ｋｉｎｅｃｔ代替传统的测距雷达和摄像机.针对Ｋｉｎｅｃｔ在使 用中存在盲区和噪声的问题ꎬ提出一种基于统计的局部地图更新方法ꎬ利用动态更新的局部地图保存可能影响机器 人运动的障碍物信息ꎬ并通过统计信息来消除测距噪声的影响ꎬ确保障碍物信息的有效性.同时使用增加安全区域的 人工势场法去除对移动机器人运动无干扰的障碍物信息ꎬ改善了传统人工势场法通过狭窄通道的能力.在差动驱动 移动机器人的实验证实了此系统能够很好地完成跟踪与避障任务ꎬ结果表明ꎬ使用Ｋｉｎｅｃｔ可以代替传统测距传感器. 关键词:移动机器人ꎻＫｉｎｅｃｔꎻ人工势场ꎻ避障ꎻ目标跟踪 中图分类号:ＴＰ２４２.６　 文献标志码:Ａ　 文章编号:１６７３￣４７８５(２０１３)０５￣０４２６￣０７ 中文引用格式:贺超ꎬ刘华平ꎬ孙富春ꎬ等.采用Ｋｉｎｅｃｔ 的移动机器人目标跟踪与避障[Ｊ]. 智能系统学报ꎬ２０１３ꎬ８(５):４２６￣４３２. 英文引用格式:ＨＥ ＣｈａｏꎬＬＩＵ ＨｕａｐｉｎｇꎬＳＵＮ Ｆｕｃｈｕｎꎬｅｔ ａｌ. Ｔａｒｇｅｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｏｂｓｔａｃｌｅ ａｖｏｉｄａｎｃｅ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｒｏｂｏｔ ｕｓｉｎｇ Ｋｉｎｅｃｔ [Ｊ]. ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓꎬ２０１３ꎬ８(５):４２６￣４３２. Ｔａｒｇｅｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｏｂｓｔａｃｌｅ ａｖｏｉｄａｎｃｅ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｒｏｂｏｔ ｕｓｉｎｇ Ｋｉｎｅｃｔ １ꎬ２ ２ ２ １ ２ ＨＥ Ｃｈａｏ ꎬＬＩＵ Ｈｕａｐｉｎｇ ꎬＳＵＮ Ｆｕｃｈｕｎ ꎬＸＩＡ Ｌｕｙｉ ꎬＨＡＮ Ｚｈｅｎｇ (１.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＴａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＴａｉｙｕａｎ０３００２４ꎬＣｈｉｎａꎻ２. Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉ￣ ｇｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ＳｙｓｔｅｍｓꎬＴｓｉｎｇｈｕａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＢｅｉｊｉｎｇ １０００８４ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏｇｅｔａｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｏｂｓｔａｃｌｅａｖｏｉｄａｎｃｅｏｆ ａｍｏｂｉｌｅｒｏｂｏｔｗｈｅｎｉｔｉｓｔｒａｃｋｉｎｇａｔａｒ￣ ｇｅｔꎬｗｅ ｕｓｅｄ Ｋｉｎｅｃｔ ｔｏｔａｋｅｔｈｅｐｌａｃｅ ｏｆ ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｒａｎｇｅｒａｄａｒ ａｎｄ ｃａｍｅｒａ. Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ａｂｌｉｎｄ ａｒｅａ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ ｗｈｅｎ ｕｓｉｎｇ Ｋｉｎｅｃｔꎬａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｌｏｃａｌ ｍａｐ ｕｐｄａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｔｈｅ