美国地下领域无人系统发展现状及启示

随着科学技术的高速发展,地下领域(如天然洞穴网络、人造隧道和城市地下环境等)逐渐成为人类研究的热点,利用无人系统在地下等复杂场景执行探索、搜索与搜救等任务仍面临着许多挑战.深入分析了美国地下领域无人系统技术发展的模式框架,梳理了快速轻量自主、机械天线和地下挑战赛等DARPA典型研发项目的 研究目标与现状,提炼出地下领域无人系统需要解决的关键技术,在此基础上归纳总结了美国地下领域无人系统的发展趋势.最后,结合国内发展情况提出了地下领域无人系统的发展启示.     

基于Kinect三维重建的地下井室可视化方法研究

针对现有地下井室病害探测与维护方法的不足,提出了一种基于Kinect三维重建的地下井室可视化方法,以实现其三维可视化探测与维护.还提出了一种基于多项式曲面拟合的Kinect深度测量误差修正方法,利用联合双边滤波算法对深度图像数据进行预处理;结合SIFT特征匹配和改进的RANSAC算法获取相邻点云间的初始位姿,并利用基于邻域特征的ICP算法进一步实现不同视角点云的精确配准,从而获取全局一致的稠密三维点云.最后,在三维稠密点云的基础上进行曲面重建和纹理贴图,以实现地下井室真实三维重建.实验结果表明:所提方法可有效修正Kinect深度相机的深度测量误差,在0.5～4.5m的测距范围内,其三维重建精度可达2cm;在4.5～7m的测距范围内,精度也可以保持在4.5cm以内.所提重建方法可实现地下井室真实场景的三维可视化,为地下井室的探测和维护提供了技术支持.