51、基于可穿戴深度传感器的楼梯检测与建模

基于可穿戴深度传感器的楼梯检测与建模

在日常生活中，楼梯是室内环境中常见且重要的元素。对于人类和机器人的导航来说，楼梯的检测和建模是一个关键问题。特别是对于视觉障碍者，准确检测楼梯可以避免摔倒，并提供到达不同楼层的信息。本文将介绍一种基于可穿戴深度传感器的楼梯检测与建模算法。

研究背景

在人类和机器人的导航中，楼梯的检测一直是一个具有挑战性的问题。不同类型的传感器，如单目和立体相机、激光扫描等，都被用于楼梯检测，但各有优缺点。近年来，RGB - D相机以其能同时捕捉颜色和深度信息的特点，在计算机视觉和机器人领域产生了重大影响。

相关工作

• 传统传感器方法 ：传统相机和激光扫描在楼梯检测中都有应用。传统相机的相关研究有[3]、[6,7]和[15]等；激光扫描多用于机器人导航，如[2]、[11]和[13]等。
• RGB - D相机方法 ：RGB - D相机的出现为楼梯检测带来了新的思路。一些作者使用机器学习算法进行楼梯检测，如[5]、[18]；另一些则采用几何推理方法，如[16,17]和[4]。然而，现有的基于RGB - D相机的算法存在一些不足，如未考虑一两个台阶的情况、无法获取台阶的实际测量值等。

系统设置与地面检测

系统配置与数据采集

在可穿戴导航系统中，相机的放置位置有多种选择，常见的是头戴式和胸戴式。本文选择胸戴式系统，原因如下：
|放置方式|优点|缺点|
| ---- | ---- | ---- |
|头戴式|直观，类似眼睛位置；