移動機器人技術(shù)融合了多門學科,在工業(yè)生產(chǎn)、生活服務以及軍工行業(yè)等都具有廣闊的發(fā)展前景,目前國內(nèi)外的研究人員對移動機器人技術(shù)的研究正如火如荼地進行著。樓宇環(huán)境內(nèi)移動機器人技術(shù)能夠廣泛應用于室內(nèi)偵察、救援等任務,因此本文將從移動機器人運動過程中的SLAM、路徑規(guī)劃和路徑平滑三個關(guān)鍵行為入手,對其在樓宇環(huán)境下的行為規(guī)劃技術(shù)進行了相關(guān)的研究。本文的主要研究工作與創(chuàng)新點如下:1、對移動機器人行為規(guī)劃的平臺進行了完整的體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)框架設計,為本文主要研究工作提供了硬件與平臺支撐。建立了移動機器人的運動學模型,并通過大量實驗得出了移動機器人轉(zhuǎn)彎角度與轉(zhuǎn)彎半徑之間的關(guān)系,為后續(xù)研究工作提供了數(shù)據(jù)支撐。2、研究了基于單線激光雷達數(shù)據(jù)的SLAM算法,利用擴展卡爾曼濾波的方法修正了測量誤差,從而構(gòu)建了更為精準的環(huán)境地圖,為輔助移動機器人的路徑規(guī)劃提供了準確的環(huán)境信息。3、移動機器人的路徑規(guī)劃算法為本文的重點研究內(nèi)容。首先在原有的柵格化地圖上進行了預處理,建立了承載著環(huán)境信息的特征地圖。然后對傳統(tǒng)的規(guī)劃算法在實際應用中的優(yōu)劣性進行了對比分析,提出了一種融合D*算法和人工勢場法優(yōu)點的新的混合算法。最后研究了移... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外機器人發(fā)展史及發(fā)展趨勢
    1.3 移動機器人涉及的關(guān)鍵技術(shù)
        1.3.1 環(huán)境感知
        1.3.2 環(huán)境建模
        1.3.3 自主導航
    1.4 移動機器人的行為規(guī)劃
        1.4.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 關(guān)鍵問題
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
2 移動機器人的基礎(chǔ)研究
    2.1 引言
    2.2 移動機器人平臺
        2.2.1 體系結(jié)構(gòu)
        2.2.2 系統(tǒng)架構(gòu)
        2.2.3 移動機器人構(gòu)造
        2.2.4 激光雷達傳感器簡介
    2.3 運動學模型
        2.3.1 運動方程
        2.3.2 轉(zhuǎn)彎半徑
    2.4 本章小結(jié)
3 移動機器人的SLAM
    3.1 引言
    3.2 擴展卡爾曼濾波
        3.2.1 問題描述
        3.2.2 擴展卡爾曼濾波原理
        3.2.3 擴展卡爾曼濾波算法描述
    3.3 實驗結(jié)果分析
        3.3.1 實驗場景
        3.3.2 實驗結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
*算法與人工勢場法融合的路徑規(guī)劃">4 基于D^*算法與人工勢場法融合的路徑規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 特征地圖構(gòu)建
        4.2.1 柵格地圖
        4.2.2 特征地圖
    4.3 規(guī)劃策略
*算法">        4.3.1 D^*算法
        4.3.2 人工勢場法
        4.3.3 融合算法
    4.4 策略優(yōu)化
        4.4.1 考慮移動機器人尺寸的優(yōu)化
        4.4.2 考慮移動機器人運動的優(yōu)化
    4.5 實驗結(jié)果分析與比較
        4.5.1 實驗場景描述
*算法">        4.5.2 D^*算法
        4.5.3 融合算法
        4.5.4 算法分析與比較
    4.6 本章小結(jié)
5 移動機器人的路徑平滑
    5.1 引言
    5.2 B Spline曲線
        5.2.1 B Spline曲線簡介
        5.2.2 B Spline曲線原理
    5.3 Bezier曲線
        5.3.1 Bezier曲線簡介
        5.3.2 Bezier曲線原理
    5.4 路徑平滑策略
        5.4.1 轉(zhuǎn)彎模型
        5.4.2 局部平滑實驗結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]未知環(huán)境中移動機器人環(huán)境感知技術(shù)研究綜述[J]. 王東署,王佳.  機床與液壓. 2013(15)
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[3]基于啟發(fā)式算法的路徑規(guī)劃[J]. 張本群.  計算機仿真. 2012(10)
[4]超聲紅外復合測距系統(tǒng)設計[J]. 張邦成,張玉玲,王昕,韓躍營,姜艷青.  制造業(yè)自動化. 2011(14)
[5]用GPU實現(xiàn)雙三次Bezier面片逼近Catmull-Clark細分曲面[J]. 王麗珠,劉偉,徐李娜.  計算機應用. 2010(S2)
[6]一種基于雙層插值的路徑規(guī)劃及跟蹤算法[J]. 梁志偉,馬旭東,房芳,朱松豪.  機器人. 2010(06)
[7]三次Bezier曲線的一種雙參數(shù)擴展及應用[J]. 杭后俊,余靜,李汪根.  計算機工程與應用. 2010(31)
[8]粒子濾波器SLAM算法研究[J]. 安婷婷,肖南峰.  計算機仿真. 2010(08)
[9]移動機器人路徑規(guī)劃技術(shù)綜述[J]. 朱大奇,顏明重.  控制與決策. 2010(07)
[10]基于擴展式卡爾曼濾波的移動機器人未知環(huán)境下動態(tài)目標跟蹤[J]. 伍明,孫繼銀.  機器人. 2010(03)

博士論文
[1]基于多機器人協(xié)作的未知環(huán)境下路徑探索研究[D]. 石朝俠.哈爾濱工業(yè)大學 2007

碩士論文
[1]一種無人駕駛車輛路徑跟蹤控制方式研究[D]. 龔毅.南京理工大學 2014
[2]移動機器人SLAM問題研究[D]. 趙一路.復旦大學 2010



本文編號：3013497