毕业论文 | 基于激光雷达的超市物品建模与货架物品识别系统(附完整matlab代码)
文章目录
- 摘要
- Abstract
- 第1章 绪论
- 1.1 研究背景与意义
- 1.2 国内外研究现状
- 1.2.1 激光雷达感知技术研究现状
- 1.2.2 零售场景智能化应用研究现状
- 1.3 论文主要研究内容
- 1.4 论文结构安排
- 第2章 系统总体设计
- 2.1 系统需求分析
- 2.2 系统总体架构
- 2.3 硬件平台与软件环境
- 2.3.1 激光雷达选型
- 2.3.2 数据处理平台
- 2.3.3 软件开发环境
- 2.4 本章小结
- 第3章 激光雷达数据采集与预处理
- 3.1 激光雷达工作原理
- 3.1.1 脉冲测距原理
- 3.1.2 二维激光雷达到三维点云的转换
- 3.2 点云数据格式与读取
- 3.3 点云滤波与去噪
- 3.3.1 统计离群点滤波
- 3.3.2 直通滤波
- 3.4 点云下采样
- 3.4.1 体素网格下采样
- 3.4.2 随机下采样
- 3.5 预处理算法MATLAB实现
- 第4章 超市场景三维建模
- 4.1 三维重建方法概述
- 4.2 货架结构建模
- 4.2.1 平面分割与提取
- 4.2.2 货架层板识别
- 4.3 商品区域分割
- 4.3.1 欧氏聚类分割
- 4.3.2 区域生长分割
- 4.4 建模算法MATLAB实现
- 4.5 本章小结
- 第5章 基于点云的物品识别
- 5.1 目标识别方法概述
- 5.2 三维特征提取
- 5.2.1 点特征直方图(PFH)
- 5.2.2 视点特征直方图(VFH)
- 5.2.3 形状分布特征(ESF)
- 5.3 基于模板匹配的识别
- 5.3.1 模板库构建
- 5.3.2 相似度度量
- 5.4 基于机器学习的识别
- 5.4.1 特征降维
- 5.4.2 分类器设计
- 5.5 识别算法MATLAB实现
- 5.6 本章小结
- 第6章 系统仿真与结果分析
- 6.1 仿真场景设计
- 6.2 建模结果分析
- 6.3 识别结果分析
- 6.4 性能评估
- 6.5 本章小结
- 第7章 总结与展望
- 7.1 论文工作总结
- 7.2 未来研究方向
- 参考文献
- 附录A 完整MATLAB源代码(主程序与完整系统集成)
- 代码说明:
摘要
随着零售行业智能化转型的不断深入,超市货架商品库存的自动化管理成为提升运营效率的关键需求。传统人工巡检方式存在效率低、易疏漏、实时性差等问题,难以满足现代零售业对精准库存管控的要求。激光雷达作为一种主动式三维感知传感器,能够快速获取环境的高精度三维空间信息,且不受光照条件影响,在室内结构化环境感知中具有独特优势。本文围绕超市货架场景,设计并实现了一套基于激光雷达的超市物品建模与识别系统。该系统采用消费级二维激光雷达配合旋转云台实现三维点云数据采集,通过统计滤波与直通滤波对原始点云进行预处理,利用欧氏聚类算法实现货架商品区域的分割,并提取VFH(视点特征直方图)与ESF(形状分布集合)等多维度三维特征,基于模板匹配与机器学习相结合的方法完成商品类别的识别。在此基础上,通过RANSAC平面拟合与体素占用分析实现商品数量统计,进而提供缺货预警功能。本文基于MATLAB平台完成了上述算法的实现与仿真验证,系统能够有效识别不同类别的商品并准确统计货架库存状态,为零售场景下的智能化库存管理提供了可行的技术方案。
关键词:激光雷达;点云处理;三维建模;目标识别;超市库存管理;MATLAB
Abstract
With the continuous advancement of intelligent transformation in the retail industry, automated management of supermarket shelf inventory has become a critical requirement for improving operational efficie
