密集人群環(huán)境中安全、高效地導航是機器人在機場航站樓等場景中應用需解決的關鍵問題,其難點在于適應環(huán)境的廣闊與復雜性和行人行為的不確定性,由此帶來的可通行路徑的多變性和適應性導航的快捷性與有效性。針對目前的航站樓服務機器人無法在載運旅客與行李的同時進行有效導航,研究、設計與實現了一種具有航站樓服務機器人適應性的導航方法,主要完成了航站樓機器人硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的整體設計,重點開展了航站樓機器人適應性通行策略的研究,并提出基于適應性通行策略的導航方法。首先,對航站樓服務機器人適應性導航系統(tǒng)進行了設計。針對航站樓環(huán)境廣闊、場景復雜、旅客流動性大,采用雙輪差速與多傳感器融合設計機器人硬件系統(tǒng);針對機器人運行中需與旅客進行交互,采用ROS系統(tǒng)搭建了可以實現運載旅客與行李、符合航站樓安全運行的機器人軟件系統(tǒng)。其次,提出了基于可拓路徑的適應性通行策略。根據航站樓環(huán)境存在大量旅客,借鑒人群中通行和避讓的社會力模型,提出路徑可拓觀點和密集人群環(huán)境通行策略。構建可拓路徑模型,分析行人與機器人的時空關系,提取帶有路徑通過概率和可信度的可拓路徑;提出了距離凸包可拓路徑集選取方法,并采用廣度優(yōu)先搜索法建立可拓路徑... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

航站

中國民航大學碩士學位論文15最大直線速度maxv：2ms最大旋轉速度：1.57rads最大加速度maxa：0.52ms雙輪最大加速度差a：0.252ms重量m：60kg最大負載maxM：140kg尺寸（長寬高）：8008001000mm驅動輪半徑R：133mm（8寸輪）設計硬件架構如圖2-3，整體結構概念為圖2-4，電機1電機2驅動器1驅動器2工控機激光雷達深度相機+IMU電池DCDC庫侖計RS232USBRS232USBRS232圖2-3硬件系統(tǒng)框架圖圖2-4機器人概念圖根據機器人運動參數，計算所需電機參數。由于機器人位于室內，且速度較慢，故忽略空氣阻力，因此機器人總體阻礙力tF可表示為：tfraFFFF(2.10)

中國民航大學碩士學位論文16式中，fF為地面摩擦阻力，rF為爬坡阻力，aF為加速度阻力。經過計算估計，機器人最大阻力max77tFN。單個電機功率：max772154tPFvW(2.11)轉速：max60602144/min223.140.133vnrR(2.12)考慮電機效率及機械損耗0.75，實際電機輸出功率：1542060.75RPPW(2.13)根據相關計算數據，選用合適的驅動電機，對機器人硬件系統(tǒng)進行搭建。其中驅動電機相關參數為表2.1，機器人硬件系統(tǒng)實物為圖2-5。表2.1驅動電機技術參數表電壓24v-48v電流5A-15A承載重量≤100KG功率150-300W轉速300-1200RPM效率≥83%圖2-5硬件系統(tǒng)實物圖

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]基于多傳感器的室內移動機器人環(huán)境感知關鍵技術研究[D]. 何富君.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3481144