發(fā)布時間：2021-10-27 15:33

　　地圖構建是保證移動機器人真正實現(xiàn)自主移動、導航等功能的重要前提,是環(huán)境感知的重要方面,是實現(xiàn)機器人智能化的關鍵技術之一。為實現(xiàn)自主高精度的地圖構建,本文構建了一套移動機器人自主地圖構建系統(tǒng),實現(xiàn)了移動機器人定位與建圖、視點選取與路徑規(guī)劃。具體研究內(nèi)容和成果如下:（1）為實現(xiàn)移動機器人在室內(nèi)環(huán)境中自主構建三維地圖,構建了一套基于激光雷達的低成本、高精度移動機器人系統(tǒng),分別設計了機器人的感知模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和驅動控制模塊;并通過實驗測試驗證了移動機器人各系統(tǒng)模塊的功能,測試結果表明該系統(tǒng)滿足本文的性能需求。（2）為了實現(xiàn)室內(nèi)大場景的三維地圖構建,首先針對移動機器人的室內(nèi)定位問題,提出了一種融合激光雷達、慣性器件和里程計的組合定位方法,該方法使用慣性器件與里程計組合定位得到高頻位姿輸出,并通過點云匹配得到的低頻位姿進行修正,實驗結果表明,有點云匹配修正和無點云匹配修正相比,定位誤差減少了75%;然后針對地圖構建方式,分別設計了基于站點匹配的構圖方法和連續(xù)構圖方法,通過實驗驗證了構圖方法的可行性,并對移動機器人構建出的地圖和標準地圖進行了對比分析與實驗,其中基于站點匹配地圖構建的平均誤差為0... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

斯坦福大學（a）與iRobot公司（b）研發(fā)的機器人

（a）Shakey （b）Packbot 510圖 1.1 斯坦福大學（a）與 iRobot 公司（b）研發(fā)的器[12]由美國國家宇航局研制（圖 1.2），用于檢查火星上載了兩個照相系統(tǒng)用于任務組對該機器人的操控以及拍攝測碳水化合物的質(zhì)譜儀、氣相色譜儀和激光分光計，搭載物學分析儀，搭載的避障相機分布在好奇號的前后兩側，當止碰撞，并且能夠通過三維圖像定位好奇號的機械臂的位各樣的傳感器用于檢測火星地表環(huán)境，并且具備一定智能

（a）THBIP-II （b） Anbot圖 1.3 清華大學（a）與國防科技大學（b）研發(fā)的機器國首輛月球車（圖 1.4），其設計質(zhì)量為 140kg，使用太陽能作了紅外成像光譜儀、測月雷達、X 射線譜等多種科學探測儀器，用于感知自身的姿態(tài)信息、位置信息、周圍的地圖信息。玉兔號運動以及避障，并在月球上完成各類探測任務。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于激光雷達的巡檢機器人導航系統(tǒng)研究[J]. 季宇寒,李寒,張漫,王琪,賈稼,王庫.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2018(02)
[2]基于一種改進A*算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 孫煒,呂云峰,唐宏偉,薛敏.  湖南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[3]三臂多功能棚室農(nóng)業(yè)機器人的運動學分析及試驗[J]. 權龍哲,張冬冬,查紹輝,奚德君,王昊.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2015(13)
[4]一種可搜索無限個鄰域的改進A*算法[J]. 辛煜,梁華為,杜明博,梅濤,王智靈,江如海.  機器人. 2014(05)
[5]嫦娥三號“玉兔號”巡視器遙操作中的關鍵技術[J]. 吳偉仁,周建亮,王保豐,劉傳凱.  中國科學:信息科學. 2014(04)
[6]美軍戰(zhàn)場救援機器人系統(tǒng)研究進展[J]. 趙潤州,侍才洪,陳煒,徐成,張新雷,張西正.  軍事醫(yī)學. 2013(04)
[7]基于改進A*算法的室內(nèi)移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 王殿君.  清華大學學報(自然科學版). 2012(08)
[8]卡爾曼濾波在四軸飛行器導航中的應用[J]. 徐華中,余飛,何家俊.  武漢理工大學學報(信息與管理工程版). 2012(03)
[9]GPS/INS組合導航系統(tǒng)中的高斯粒子濾波混和算法[J]. 熊劍,郭杭,熊智,周翟和.  中國慣性技術學報. 2012(02)
[10]NASA發(fā)射有史以來最先進的火星探測器[J]. 龍雪丹.  導彈與航天運載技術. 2011(06)

碩士論文
[1]基于雙目視覺的移動機器人室內(nèi)三維地圖構建方法研究[D]. 周智.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]激光雷達點云采集和三維重建軟件系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 白鑫鵬.西安電子科技大學 2014



本文編號：3461887