近年來(lái),機(jī)器人技術(shù)快速發(fā)展,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域,逐步向生活服務(wù)領(lǐng)域擴(kuò)展。機(jī)器人開(kāi)始出現(xiàn)在家庭,辦公區(qū)域和其他各種公共場(chǎng)所,這使得機(jī)器人在未知環(huán)境下的安全導(dǎo)航成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文搭建了一個(gè)智能服務(wù)機(jī)器人平臺(tái),并且根據(jù)機(jī)器人平臺(tái)的物理特性建立了機(jī)器人的仿真模型,檢驗(yàn)了機(jī)器人路徑規(guī)劃算法的執(zhí)行效果。最后采用形式化方法驗(yàn)證了服務(wù)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)的安全性質(zhì),確保了機(jī)器人平臺(tái)的高可靠性。本文首先介紹了服務(wù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)基于ROS框架搭建,采用深度相機(jī)作為視覺(jué)輸入設(shè)備。軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按能力水平劃分為三個(gè)層級(jí),分別實(shí)現(xiàn)自主避障,隨拍服務(wù)和智能交互功能,具有良好的可移植性和可擴(kuò)展性。接下來(lái),通過(guò)對(duì)復(fù)雜環(huán)境下服務(wù)機(jī)器人目標(biāo)跟隨功能進(jìn)行分析,提出基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)和機(jī)器人尺寸約束的動(dòng)態(tài)窗局部路徑規(guī)劃方法。在DWA的基礎(chǔ)上增加了對(duì)視野內(nèi)運(yùn)動(dòng)區(qū)域連通性的分析,以通道寬度和自身尺寸為引導(dǎo),提高了機(jī)器人避障跟隨的能力。最后采用混成系統(tǒng)形式化驗(yàn)證的方法對(duì)服務(wù)機(jī)器人的導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析驗(yàn)證。主要采用了抽象化的方法和微分動(dòng)態(tài)邏輯,對(duì)非線(xiàn)性系統(tǒng)的狀態(tài)空間進(jìn)行抽象和分割,把機(jī)器人系統(tǒng)的安全限制條件轉(zhuǎn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＲＯＳ節(jié)點(diǎn)通信示例圖??通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)對(duì)節(jié)點(diǎn)間的通信進(jìn)行說(shuō)明，如圖２．１所示，在這??

＿??圖２．１?ＲＯＳ節(jié)點(diǎn)通信示例圖??通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)對(duì)節(jié)點(diǎn)間的通信進(jìn)行說(shuō)明，如圖２．１所示，在這??個(gè)例子中我們定義一個(gè)Ｃａｍｅｒａ?Ｎｏｄｅ節(jié)點(diǎn)作為相機(jī)的驅(qū)動(dòng)，一＂＾Ｉｍａｇｅ?Ｐｒｏ－??ｃｅｓｓｉｎｇ?Ｎｏｄｅ節(jié)點(diǎn)用于處理圖像數(shù)據(jù)，一個(gè)Ｉｍａｇｅ?Ｄｉｓｐｌａｙ?Ｎ....

圖２．２?Ｇａｚｅｂｏ組件結(jié)構(gòu)關(guān)系圖??

?ＧＬＵＴ??圖２．２?Ｇａｚｅｂｏ組件結(jié)構(gòu)關(guān)系圖??如圖２．２所示，服務(wù)器ｇｚｓｅｒｖｅｒ在后臺(tái)不斷運(yùn)行，以命令行的方式解析描??述文件來(lái)構(gòu)成世界和生成模型。Ｇａｚｅｂｏ中的插件大部分由服務(wù)器進(jìn)行加載，??部分通過(guò)指定的ｗｏｒｌｄ／ｍｏｄｅｌ文件來(lái)載入，進(jìn)一步說(shuō)明如下：??？世....

圖３．１服務(wù)機(jī)器人組成??

第三章服務(wù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)??器人的組成??示，服務(wù)機(jī)器人由硬件平臺(tái)，軟件系統(tǒng)和人工智能三部臺(tái)是機(jī)器人的實(shí)體，涉及機(jī)器人的環(huán)境感知設(shè)備，機(jī)機(jī)器人的“大腦”控制器。服務(wù)機(jī)器人的軟件系統(tǒng)是器人的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，涉及機(jī)器視覺(jué)，運(yùn)動(dòng)控制和人能是軟件系統(tǒng)獨(dú)立出來(lái)的分支，高級(jí)智能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)和....

圖３．２服務(wù)機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)??３．２．１

服務(wù)機(jī)器人的硬件平臺(tái)總體包括感知、決策和執(zhí)行三大部分，共同完成??和外部環(huán)境的交互。本節(jié)從各部分的硬件組成入手，對(duì)服務(wù)機(jī)器人硬件平臺(tái)??進(jìn)行介紹。圖３．２是服務(wù)機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)圖，包括控傳感器，控制系統(tǒng)和執(zhí)??行機(jī)構(gòu)。??｜??：?—Ｎ??——纖??Ｉ??丨?傳感器?；？—，??....

本文編號(hào)：3975974