發(fā)布時(shí)間：2021-01-03 01:45

　　在全球老年化趨勢不斷增長的情況下,服務(wù)機(jī)器人可以輔助完成一些日常生活需求,甚至可能代替人類去照顧老年人,從而緩解人口老齡化帶來的負(fù)面影響。即時(shí)定位與地圖構(gòu)建（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）技術(shù)作為服務(wù)機(jī)器人的核心技術(shù),一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文首先介紹服務(wù)機(jī)器人以及其核心SLAM技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,然后針對室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的SLAM問題,使用單目相機(jī)與慣性傳感器,完成了室內(nèi)地圖的構(gòu)建,完成機(jī)器人的定位與運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤。論文的主要研究內(nèi)容如下:1、使用MARG（Magnetic,Angular rate and Gravity,MARG）傳感器完成室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的定位與跟蹤。為提高機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡定位與跟蹤的精度,在加速度計(jì)和陀螺儀的基礎(chǔ)上融合三軸磁力計(jì),組成MARG傳感器作為慣性傳感單元。引入PI控制（Proportional Integral Controller,PI）算法,利用陀螺儀計(jì)算出的姿態(tài)矩陣,對加速度計(jì)和磁力計(jì)測量值進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換誤差,可以用來修正姿態(tài)矩陣,從而提高整體的定位精度。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明平... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 服務(wù)機(jī)器人的定義及分類
    1.3 服務(wù)機(jī)器人的研究意義
    1.4 國內(nèi)外服務(wù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國外服務(wù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內(nèi)服務(wù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
    1.5 SLAM研究背景和意義
    1.6 SLAM技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.6.1 國外SLAM研究現(xiàn)狀
        1.6.2 國內(nèi)SLAM研究現(xiàn)狀
    1.7 論文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 SLAM算法介紹
    2.1 SLAM算法詳解
    2.2 常用的地圖表示方法
    2.3 SLAM問題的數(shù)學(xué)模型
    2.4 本章小結(jié)
第3章 慣性導(dǎo)航定位技術(shù)
    3.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)概述
    3.2 MARG融合軌跡跟蹤算法
        3.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.2.2 解算姿態(tài)矩陣
        3.2.3 修正旋轉(zhuǎn)矩陣
        3.2.4 求解速度更新方程
        3.2.5 求解位移更新方程
    3.3 傳感器選型
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 單目視覺的地圖三維重建
    4.1 攝像機(jī)成像模型
        4.1.1 四個(gè)坐標(biāo)系
        4.1.2 針孔相機(jī)模型
        4.1.3 相機(jī)標(biāo)定
        4.1.4 標(biāo)定結(jié)果
    4.2 圖像的特征提取與匹配
        4.2.1 特征點(diǎn)提取
        4.2.2 特征匹配
        4.2.3 特征提取與匹配實(shí)驗(yàn)
    4.3 相機(jī)位姿估計(jì)
        4.3.1 圖像對極幾何關(guān)系
        4.3.2 基礎(chǔ)矩陣和本質(zhì)矩陣
        4.3.3 本質(zhì)矩陣中恢復(fù)R和t
        4.3.4 三角法求深度
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.4.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)
        4.4.2 稀疏場景三維重建
    4.5 本章小結(jié)
第5章 融合IMU和單目相機(jī)的SLAM研究
    5.1 VI-SLAM融合方法介紹
    5.2 VINS-MonoSLAM簡介
    5.3 位姿圖優(yōu)化
        5.3.1 圖優(yōu)化理論
        5.3.2 位姿圖構(gòu)建
        5.3.3 位姿圖優(yōu)化
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]轉(zhuǎn)折中的中國人口——《國家人口發(fā)展規(guī)劃（2016-2030）》解讀[J]. 穆光宗.  中國社會(huì)工作. 2017(05)
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博士論文
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碩士論文
[1]月面巡視器同時(shí)定位與制圖算法研究[D]. 鄭寒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于低成本激光傳感器移動(dòng)機(jī)器人SLAM研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙淑強(qiáng).山東大學(xué) 2017
[3]基于多傳感器的導(dǎo)盲機(jī)器人同時(shí)定位與地圖構(gòu)建[D]. 劉志.江蘇科技大學(xué) 2017
[4]酒店服務(wù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 李巧藝.西南交通大學(xué) 2017
[5]GPS/Visual/INS多傳感器融合導(dǎo)航算法的研究[D]. 王加芳.浙江大學(xué) 2017
[6]高動(dòng)態(tài)慣性/衛(wèi)星組合導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 韓乃龍.南京理工大學(xué) 2017
[7]面向移動(dòng)機(jī)器人視覺導(dǎo)航的三維環(huán)境重建技術(shù)研究[D]. 黃麗.浙江理工大學(xué) 2017
[8]基于Kinect2的光伏清洗機(jī)器人實(shí)時(shí)環(huán)境重建與自主導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 張明明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[9]基于MPU6050的微小型無人機(jī)AHRS設(shè)計(jì)研究[D]. 于學(xué)鑫.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2016
[10]我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展探究[D]. 喻一帆.華中科技大學(xué) 2016



本文編號：2954064