隨著機(jī)器人技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入移動(dòng)閱讀時(shí)代,圖書館作為知識(shí)存儲(chǔ)、傳播場(chǎng)所顯得無所適從。用戶流失、找書難、還書勞動(dòng)量大等都是現(xiàn)代圖書館亟待解決的問題。據(jù)業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)表明,在某些條件下使用服務(wù)機(jī)器人后,圖書館入館人次同比增加了20%,機(jī)器人館員營銷成功率約為60%。利用移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)來改變?yōu)樽x者服務(wù)的方式是實(shí)現(xiàn)圖書館“泛在化”服務(wù)的有效途徑,圖書館服務(wù)機(jī)器人的研究已經(jīng)成為圖書館智能化建設(shè)的熱點(diǎn)研究問題,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。論文以圖書館為應(yīng)用背景,針對(duì)讀者在圖書館找書時(shí)間長的問題,研究圖書館服務(wù)機(jī)器人的路徑規(guī)劃為讀者提供讀者引路等服務(wù),提高圖書館借閱工作的效率。論文的主要工作如下:第一,分析了圖書館服務(wù)機(jī)器人在圖書館中作業(yè)環(huán)境的場(chǎng)景特征,并采用基于粒子濾波的Gmapping算法實(shí)現(xiàn)即時(shí)定位與地圖構(gòu)建,最后根據(jù)機(jī)器人作業(yè)環(huán)境的場(chǎng)景特征采用柵格地圖對(duì)采集的環(huán)境信息進(jìn)行建模。第二,研究了基于A*算法的單任務(wù)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃,針對(duì)A*算法計(jì)算量大和生成路徑拐點(diǎn)多的問題提出了加權(quán)檢測(cè)A*算法。首先改進(jìn)了算法評(píng)價(jià)函數(shù)的計(jì)算方式并引入權(quán)重系數(shù),用新的評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的代價(jià)值,然后對(duì)算法規(guī)...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 圖書館服務(wù)機(jī)器人
        1.2.2 路徑規(guī)劃技術(shù)
    1.3 研究內(nèi)容與章節(jié)安排
2 圖書館服務(wù)機(jī)器人即時(shí)定位與地圖構(gòu)建
    2.1 圖書館服務(wù)機(jī)器人作業(yè)環(huán)境分析
    2.2 基于SLAM算法的即時(shí)定位與環(huán)境地圖構(gòu)建
        2.2.1 SLAM問題
        2.2.2 基于粒子濾波的RBPF算法原理
        2.2.3 Gmapping算法
    2.3 設(shè)計(jì)環(huán)境地圖
        2.3.1 常用的環(huán)境地圖表示方法
        2.3.2 設(shè)計(jì)柵格地圖
    2.4 本章小結(jié)
3 基于A*算法的單任務(wù)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃研究
    3.1 A*算法在路徑規(guī)劃中的存在的問題
    3.2 加權(quán)檢測(cè)A*算法
        3.2.1 改進(jìn)評(píng)價(jià)函數(shù)
        3.2.2 優(yōu)化生成路徑
        3.2.3 單任務(wù)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃流程
    3.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
4 基于粒子群算法的多任務(wù)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃研究
    4.1 粒子群算法在路徑規(guī)劃中存在的問題
    4.2 粒子群算法的改進(jìn)
        4.2.1 交叉操作
        4.2.2 變異操作
        4.2.3 多任務(wù)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃流程
    4.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
5 圖書館服務(wù)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 圖書館服務(wù)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案
    5.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)
        5.2.1 主控制模塊
        5.2.2 激光雷達(dá)傳感器
        5.2.3 Hibot移動(dòng)底盤
    5.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟件系統(tǒng)
        5.3.1 環(huán)境地圖構(gòu)建功能包
        5.3.2 路徑規(guī)劃功能包
    5.4 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)模型
        5.4.1 坐標(biāo)系模型以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的位姿
        5.4.2 兩輪差分運(yùn)動(dòng)模型
    5.5 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的測(cè)試
        5.5.1 部署ROS分布式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        5.5.2 即時(shí)定位與地圖構(gòu)建的應(yīng)用
        5.5.3 單任務(wù)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃的應(yīng)用
        5.5.4 多任務(wù)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃的應(yīng)用
        5.5.5 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)性能實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄 A:作者攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3762270