無(wú)人救援機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-21 04:27
隨著近年來(lái)救援機(jī)器人智能技術(shù)在理論研究和實(shí)際應(yīng)用上的快速發(fā)展,多參數(shù)和高智能的救援機(jī)器人已經(jīng)成為一個(gè)熱門(mén)研究方向。救援機(jī)器人能否安全可靠的完成救援任務(wù),很大程度上依靠于自主導(dǎo)航定位技術(shù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。自主導(dǎo)航定位技術(shù)在環(huán)境上經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)化的室內(nèi)環(huán)境到未知的非結(jié)構(gòu)化的室外環(huán)境的發(fā)展歷程,在控制方式上,經(jīng)歷了人工控制、遙控控制、全自主控制的發(fā)展歷程。其中VFH(Viewpoint Feature Histogram)算法在該領(lǐng)域中的應(yīng)用,加速了導(dǎo)航定位的智能化速度。本文針對(duì)提高救援機(jī)器人自主運(yùn)動(dòng)能力不足的問(wèn)題,采用北斗作為基本導(dǎo)航定位傳感器,激光雷達(dá)獲取環(huán)境信息,應(yīng)用多傳感器在不同環(huán)境中獲取、處理數(shù)據(jù)信息,提出一種改進(jìn)的VFH避障算法,提高了救援機(jī)器人自主導(dǎo)航的性能,并完成了以下主要工作:首先,通過(guò)了解自主導(dǎo)航系統(tǒng)的組成方式、主要功能和工作原理,發(fā)現(xiàn)自主導(dǎo)航技術(shù)在定位方面存在獲取數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。所以,選用我國(guó)自主研制的北斗系統(tǒng)進(jìn)行定位,通過(guò)配置北斗系統(tǒng)的基站和移動(dòng)站獲取差分定位信息,將自主導(dǎo)航的定位精度由米級(jí)單位提高到厘米級(jí),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此方法提高導(dǎo)航定位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性...
【文章來(lái)源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
北斗內(nèi)置板卡圖
圖 3. 5 CTD 實(shí)時(shí)監(jiān)控分析圖CDT 主要功能如下:1)能夠記錄各類(lèi)日志的圖形化窗口(Logging Control View);2)對(duì)接手機(jī)下發(fā)指令(Control View);3)以 ASCII-format 顯示當(dāng)前的接收機(jī)的輸出窗口(ASCII View);4)顯示衛(wèi)星概略方位,信噪比的圖形化窗口(Constellation View);5)顯示接收機(jī)當(dāng)前點(diǎn)和歷史記錄的軌跡(Trajectory View);6)顯示接收機(jī)的速度、位置和時(shí)間窗口(PVT View);除了上述功能以外,CDT 還具有下發(fā)指令到接收機(jī)、清空接收機(jī)接收狀態(tài)、軌跡點(diǎn)操作、切換跟蹤窗口顯示內(nèi)容等功能。2. 提取北斗位置信息北斗接收機(jī)采用的是美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì) NMEA(The Nation Marine
圖 3. 6 北斗位置原始圖在接收機(jī)獲取的數(shù)據(jù)中,需要提取航向角信息、經(jīng)緯度的值進(jìn)行坐標(biāo)變換,配置基準(zhǔn)站和移動(dòng)站接收機(jī)的 RTK 參數(shù);鶞(zhǔn)站配置如下:UNLOGALLINTERFACEMODE COM2 UNICORE RTCMV3FIX POSITION 40.000302123 116.289244543 55.1303(此處用來(lái)設(shè)置基準(zhǔn)站的位置。因基準(zhǔn)站的位置是固定不變,它會(huì)發(fā)送參考信息至移動(dòng)站;移動(dòng)站根據(jù)參考信息在規(guī)定時(shí)間內(nèi)解算出自己相對(duì)于基準(zhǔn)站的位置。)INTERFACEMODE COM2 NONE RTCMV3 ON(設(shè)置串口 2 為發(fā)送模式,發(fā)送消息使用的協(xié)議為 RTCMV3)LOG COM2 RTCM1004 ONTIME 1(通過(guò)串口 2 發(fā)送 RTCM1004 信息,每秒
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高斯正算坐標(biāo)誤差研究[J]. 馮弟飛,任勤,胡圣武. 河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[2]基于RGB-D的在線(xiàn)多示例學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤算法[J]. 高毅鵬,鄭彬,曾憲華. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2015(07)
[3]基于VFH+算法的機(jī)器人實(shí)時(shí)地圖創(chuàng)建與避障[J]. 王韜,劉金,馬永起. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化. 2014(04)
[4]十年磨一劍——見(jiàn)證俄羅斯GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)新世紀(jì)發(fā)展[J]. 趙爽. 中國(guó)航天. 2013(02)
[5]自主移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃綜述[J]. 鮑慶勇,李舜酩,沈峘,門(mén)秀花. 傳感器與微系統(tǒng). 2009(09)
[6]改進(jìn)的勢(shì)場(chǎng)柵格法在機(jī)器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用[J]. 雷艷敏,馮志彬. 長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]GNSS系統(tǒng)及其技術(shù)的發(fā)展研究[J]. 趙靜,曹沖. 全球定位系統(tǒng). 2008(05)
[8]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PSO的機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[J]. 成偉明,唐振民,趙春霞,陳得寶. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(03)
[9]智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 徐國(guó)保,尹怡欣,周美娟. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用. 2007(02)
博士論文
[1]煤礦探測(cè)機(jī)器人導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 田豐.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]激光雷達(dá)/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的一致性與最優(yōu)估計(jì)問(wèn)題研究[D]. 章大勇.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]基于認(rèn)知地圖的移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 陳鳳東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航中的路徑規(guī)劃與跟蹤控制技術(shù)研究[D]. 成偉明.南京理工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]救援機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及其運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究[D]. 寇彥蕓.山東大學(xué) 2017
[2]基于單目視頻路徑與激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航方法研究[D]. 王佳.鄭州大學(xué) 2017
[3]基于北斗定位系統(tǒng)的公共自行車(chē)設(shè)計(jì)研究[D]. 歐陽(yáng)霜平.中國(guó)美術(shù)學(xué)院 2015
[4]基于ROS的自主式救援機(jī)器人SLAM和導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 祝甜一.東南大學(xué) 2015
[5]基于ARM平臺(tái)的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 劉鍇.上海工程技術(shù)大學(xué) 2015
[6]Galileo在軌驗(yàn)證衛(wèi)星單點(diǎn)定位技術(shù)研究[D]. 羅小敏.中南大學(xué) 2014
[7]救援機(jī)器人導(dǎo)航定位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 魏小景.西安建筑科技大學(xué) 2013
[8]基于行為的移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃方法研究[D]. 宋穎麗.山東理工大學(xué) 2011
[9]面向室外移動(dòng)機(jī)器人的路標(biāo)定位系統(tǒng)[D]. 張栩.上海交通大學(xué) 2010
[10]GALILEO衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的捕獲及其跟蹤處理的研究[D]. 鄧云飛.哈爾濱工程大學(xué) 2008
本文編號(hào):2990456
【文章來(lái)源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
北斗內(nèi)置板卡圖
圖 3. 5 CTD 實(shí)時(shí)監(jiān)控分析圖CDT 主要功能如下:1)能夠記錄各類(lèi)日志的圖形化窗口(Logging Control View);2)對(duì)接手機(jī)下發(fā)指令(Control View);3)以 ASCII-format 顯示當(dāng)前的接收機(jī)的輸出窗口(ASCII View);4)顯示衛(wèi)星概略方位,信噪比的圖形化窗口(Constellation View);5)顯示接收機(jī)當(dāng)前點(diǎn)和歷史記錄的軌跡(Trajectory View);6)顯示接收機(jī)的速度、位置和時(shí)間窗口(PVT View);除了上述功能以外,CDT 還具有下發(fā)指令到接收機(jī)、清空接收機(jī)接收狀態(tài)、軌跡點(diǎn)操作、切換跟蹤窗口顯示內(nèi)容等功能。2. 提取北斗位置信息北斗接收機(jī)采用的是美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì) NMEA(The Nation Marine
圖 3. 6 北斗位置原始圖在接收機(jī)獲取的數(shù)據(jù)中,需要提取航向角信息、經(jīng)緯度的值進(jìn)行坐標(biāo)變換,配置基準(zhǔn)站和移動(dòng)站接收機(jī)的 RTK 參數(shù);鶞(zhǔn)站配置如下:UNLOGALLINTERFACEMODE COM2 UNICORE RTCMV3FIX POSITION 40.000302123 116.289244543 55.1303(此處用來(lái)設(shè)置基準(zhǔn)站的位置。因基準(zhǔn)站的位置是固定不變,它會(huì)發(fā)送參考信息至移動(dòng)站;移動(dòng)站根據(jù)參考信息在規(guī)定時(shí)間內(nèi)解算出自己相對(duì)于基準(zhǔn)站的位置。)INTERFACEMODE COM2 NONE RTCMV3 ON(設(shè)置串口 2 為發(fā)送模式,發(fā)送消息使用的協(xié)議為 RTCMV3)LOG COM2 RTCM1004 ONTIME 1(通過(guò)串口 2 發(fā)送 RTCM1004 信息,每秒
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高斯正算坐標(biāo)誤差研究[J]. 馮弟飛,任勤,胡圣武. 河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[2]基于RGB-D的在線(xiàn)多示例學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤算法[J]. 高毅鵬,鄭彬,曾憲華. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2015(07)
[3]基于VFH+算法的機(jī)器人實(shí)時(shí)地圖創(chuàng)建與避障[J]. 王韜,劉金,馬永起. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化. 2014(04)
[4]十年磨一劍——見(jiàn)證俄羅斯GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)新世紀(jì)發(fā)展[J]. 趙爽. 中國(guó)航天. 2013(02)
[5]自主移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃綜述[J]. 鮑慶勇,李舜酩,沈峘,門(mén)秀花. 傳感器與微系統(tǒng). 2009(09)
[6]改進(jìn)的勢(shì)場(chǎng)柵格法在機(jī)器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用[J]. 雷艷敏,馮志彬. 長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]GNSS系統(tǒng)及其技術(shù)的發(fā)展研究[J]. 趙靜,曹沖. 全球定位系統(tǒng). 2008(05)
[8]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PSO的機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[J]. 成偉明,唐振民,趙春霞,陳得寶. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(03)
[9]智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 徐國(guó)保,尹怡欣,周美娟. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用. 2007(02)
博士論文
[1]煤礦探測(cè)機(jī)器人導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 田豐.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]激光雷達(dá)/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的一致性與最優(yōu)估計(jì)問(wèn)題研究[D]. 章大勇.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]基于認(rèn)知地圖的移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 陳鳳東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航中的路徑規(guī)劃與跟蹤控制技術(shù)研究[D]. 成偉明.南京理工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]救援機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及其運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究[D]. 寇彥蕓.山東大學(xué) 2017
[2]基于單目視頻路徑與激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航方法研究[D]. 王佳.鄭州大學(xué) 2017
[3]基于北斗定位系統(tǒng)的公共自行車(chē)設(shè)計(jì)研究[D]. 歐陽(yáng)霜平.中國(guó)美術(shù)學(xué)院 2015
[4]基于ROS的自主式救援機(jī)器人SLAM和導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 祝甜一.東南大學(xué) 2015
[5]基于ARM平臺(tái)的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 劉鍇.上海工程技術(shù)大學(xué) 2015
[6]Galileo在軌驗(yàn)證衛(wèi)星單點(diǎn)定位技術(shù)研究[D]. 羅小敏.中南大學(xué) 2014
[7]救援機(jī)器人導(dǎo)航定位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 魏小景.西安建筑科技大學(xué) 2013
[8]基于行為的移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃方法研究[D]. 宋穎麗.山東理工大學(xué) 2011
[9]面向室外移動(dòng)機(jī)器人的路標(biāo)定位系統(tǒng)[D]. 張栩.上海交通大學(xué) 2010
[10]GALILEO衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的捕獲及其跟蹤處理的研究[D]. 鄧云飛.哈爾濱工程大學(xué) 2008
本文編號(hào):2990456
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