近年來隨著科技的進步和經(jīng)濟水平的提高,各行各業(yè)對移動機器人的需求與日俱增。移動機器人定位技術作為移動機器人技術中的關鍵性技術,也是研究的難點,得到了國內外學者廣泛的關注。本文針對移動機器人高精度和無先驗信息的定位需求,以較為廉價的二維激光雷達為環(huán)境感知傳感器,采用人工設置的反光板作為特征來進行移動機器人定位,并結合里程計使用擴展卡爾曼濾波算法融合定位,來增加定位的精度和魯棒性。本文的主要工作如下:首先定義了移動機器人的坐標系統(tǒng),對基于里程計的移動機器人運動模型和基于激光雷達的傳感器模型進行推導;通過對比移動機器人定位中常用的地圖表示方式,在本文中選擇使用特征地圖。其次,根據(jù)反光板的特點對環(huán)境中存在的反光板進行提取,并使用三角函數(shù)法對反光板的圓心位置進行擬合;提出了基于反光板形成的三角形為匹配依據(jù)的三角形匹配算法,并詳細闡述了算法流程;對本文全局定位算法中所使用的三邊定位原理進行數(shù)學描述,并給出一般情況下的解法。之后,使用里程計輔助法去除了激光雷達運動畸變對移動機器人定位精度的影響,建立了里程計預測模型和激光雷達觀測模型,并使用擴展卡爾曼濾波算法進行融合定位;對綁架移動機器人問題的產生進... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題來源、研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容及組織結構
2 移動機器人定位系統(tǒng)模型建立
    2.1 移動機器人坐標系統(tǒng)
    2.2 移動機器人運動模型
    2.3 激光雷達模型
    2.4 地圖的表示方式
    2.5 本章小結
3 基于反光板的全局定位研究
    3.1 反光板的布置要求
    3.2 識別反光板
    3.3 匹配反光板
    3.4 三邊定位原理
    3.5 構建反光板地圖
    3.6 本章小結
4 基于反光板的擴展卡爾曼濾波定位研究
    4.1 擴展卡爾曼濾波簡介
    4.2 激光雷達數(shù)據(jù)運動畸變去除
    4.3 基于擴展卡爾曼濾波的融合定位
    4.4 綁架移動機器人問題
    4.5 本章小結
5 實驗與分析
    5.1 實驗平臺搭建
    5.2 基于反光板的全局定位實驗
    5.3 基于反光板的擴展卡爾曼濾波定位實驗
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]從百度Apollo計劃探討無人駕駛技術的發(fā)展[J]. 扈杭.  數(shù)字通信世界. 2017(09)
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博士論文
[1]基于無源信標的移動機器人室內定位技術研究[D]. 李月華.浙江大學 2018
[2]基于多傳感器融合的室內機器人自主導航方法研究[D]. 張文.中國科學技術大學 2017

碩士論文
[1]基于多傳感器融合的室內移動機器人定位算法研究[D]. 李巍.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]基于嵌入式Linux系統(tǒng)的移動機器人無線控制技術[D]. 趙九龍.西安電子科技大學 2013



本文編號：3199634