機器人被廣泛應用于工業(yè)和生活服務業(yè)中,國內正處于舊房拆遷改造的時代趨勢中,在改造過程中對周圍未知環(huán)境提前探知成為具有挑戰(zhàn)的任務,即時定位建圖與導航是其中的兩個關鍵點。針對機器人軟件復用率差和環(huán)境適應能力弱的問題,本論文設計的機器人搭載了 ROS（Robot Operating System）系統(tǒng),行走機構采用履帶式。對機器人的系統(tǒng)軟件進行模塊化節(jié)點設計和開發(fā),給出激光雷達數據節(jié)點、鍵盤操作節(jié)點、底盤控制節(jié)點、同時定位建圖節(jié)點、路徑規(guī)劃導航節(jié)點以及其他輔助節(jié)點。針對履帶式機器人的運動學問題,對履帶式機器人進行運動學分析,將履帶式機器人設計成兩輪差速驅動,改變左右兩主動輪的速度差值,控制機器人的旋轉角度大小,從而準確運動到指定目標點。通過兩主動輪上搭載的光電編碼器,計算獲得機器人相對于世界坐標的位姿變化,進一步得到履帶式機器人的里程計控制信息。針對履帶式機器人的定位建圖問題,提出了一種改進重采樣Rao-Blackwellized粒子濾波的同步定位與地圖構建（RBPF-SLAM）算法,改善粒子權重退化和粒子匱乏造成柵格地圖構建不精確的問題。通過仿真實驗驗證本文改進算法的可行性與準確性。采用基... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１樓房破拆實驗圖??履帶式機器人擁有在高危險、高強度環(huán)境下作業(yè)的特殊性能，被大規(guī)模??

?山東大學碩士學位論文???世紀２０年代初，，美國的一家前沿機器人公司——Ｗｉｌｌｏｗ?Ｇａｒａｇｅ，第一次推??出一種新型的機器人操作系統(tǒng)——ＲＯＳ，如圖１－２所示：??＿?鬭?ｉ；：２??ＳＴＡＩＲ?項目?２Ｇ１Ｇ?２０１２?２０１４?２０１７??？?Ｍｏｒｇａｎ?Ｑｕｉｇｌｅｙ?ＲＯＳ１．０?發(fā)布?第一屆ＲＯＳｃｏｎ?ＲＯＳ?Ｉｎｄｉｇｏ發(fā)布?ＲＯＳ?２．０?Ａｒｄｅｎｔ發(fā)布??２００８?２０１１?２０１３?２０１６??Ｗｉｌｌｏｗ?Ｇａｒａｇｅ接手?Ｔｕｒｔ丨ｅＢｏｔ發(fā)布?ＯＳＲＦ接管?ＲＯＳ?Ｋｉｎｅｔｉｃ發(fā)布??Ｗｉｌｌｏｗ?？?Ｈ??圖１－２?ＲＯＳ發(fā)展歷程??伴隨著機器人技術的快速發(fā)展，學者們對機器人領域研宄課題滿懷激情??與憧憬，并相關理論不斷深入挖掘，各種機器人公司的研發(fā)人員為降低成本??和提高開發(fā)效率，傳統(tǒng)的研發(fā)系統(tǒng)已經跟不上時代的步伐。因此，ＲＯＳ開源??系統(tǒng)應運而生，該系統(tǒng)的出現從根本上解決了機器人開發(fā)過程中出現的上述??問題，大大提高了代碼的通用性與移植性，使機器人的開發(fā)效率大幅度升高，??該機器人操作系統(tǒng)一經發(fā)布，迅速引起了開發(fā)者的研究和使用熱潮。ＲＯＳ機??器人操作系統(tǒng)跟計算機的ｗｉｎｄｏｗ操作系統(tǒng)相似，并且在機器人硬件方面，??該系統(tǒng)能較好的兼容，不同的硬件之間可以相互匹配，在機器人軟件方面，??該系統(tǒng)有通訊的接口以及通訊協(xié)議，以便于實現語言之間的通信，從而提高??機器人開發(fā)效率［１Ｑ］，縮短機器人更新周期。在該系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理下，機器人??硬件與軟件可得到長足發(fā)展。像我們常見的Ｂｌｕｅ?Ｒｉｖｅ?，?Ｃ１?ｅａｒＰａｔｈ，??Ｎｅｕｒａｌａ，Ｒｅｔｈ

?山東大學碩士學位論文????國??ｐ－＇Ｓ?Ｉｆ??（ａ）?ＰＲ２??３ｍ??（ｂ）Ｔｕｒｔｌｅｂｏｔ?（ｃ）?ＲＯＳ－ｂａｓｅｄ?ＯＳＳ??１偏??（ｄ）?ＮＡＳＡ?的?Ｒｏｂｏｎａｕｔ??圖１－３?ＲＯＳ機器人??１．２．２?ＳＬＡＭ?技術??ＳＬＡＭ作為一個擁有漫長研究歷史的課題，在該領域的研究初期，人們??把大部分精力放在了各種傳感器上，不斷改進傳感器的運行速度以及測量精??度，例如激光雷達和聲吶等。隨著研宄的不斷深入，逐漸發(fā)現由傳感器產生??的測量誤差以及計算誤差對ＳＬＡＭ算法產生很大影響，并且ＳＬＡＭ算法需??５??


本文編號：3408752