地圖構(gòu)建是保證移動(dòng)機(jī)器人真正實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)、導(dǎo)航等功能的重要前提,是環(huán)境感知的重要方面,是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化的關(guān)鍵技術(shù)之一。為實(shí)現(xiàn)自主高精度的地圖構(gòu)建,本文構(gòu)建了一套移動(dòng)機(jī)器人自主地圖構(gòu)建系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人定位與建圖、視點(diǎn)選取與路徑規(guī)劃。具體研究?jī)?nèi)容和成果如下:（1）為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人在室內(nèi)環(huán)境中自主構(gòu)建三維地圖,構(gòu)建了一套基于激光雷達(dá)的低成本、高精度移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng),分別設(shè)計(jì)了機(jī)器人的感知模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和驅(qū)動(dòng)控制模塊;并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證了移動(dòng)機(jī)器人各系統(tǒng)模塊的功能,測(cè)試結(jié)果表明該系統(tǒng)滿足本文的性能需求。（2）為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)大場(chǎng)景的三維地圖構(gòu)建,首先針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的室內(nèi)定位問(wèn)題,提出了一種融合激光雷達(dá)、慣性器件和里程計(jì)的組合定位方法,該方法使用慣性器件與里程計(jì)組合定位得到高頻位姿輸出,并通過(guò)點(diǎn)云匹配得到的低頻位姿進(jìn)行修正,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,有點(diǎn)云匹配修正和無(wú)點(diǎn)云匹配修正相比,定位誤差減少了75%;然后針對(duì)地圖構(gòu)建方式,分別設(shè)計(jì)了基于站點(diǎn)匹配的構(gòu)圖方法和連續(xù)構(gòu)圖方法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了構(gòu)圖方法的可行性,并對(duì)移動(dòng)機(jī)器人構(gòu)建出的地圖和標(biāo)準(zhǔn)地圖進(jìn)行了對(duì)比分析與實(shí)驗(yàn),其中基于站點(diǎn)匹配地圖構(gòu)建的平均誤差為0... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

斯坦福大學(xué)（a）與iRobot公司（b）研發(fā)的機(jī)器人

（a）Shakey （b）Packbot 510圖 1.1 斯坦福大學(xué)（a）與 iRobot 公司（b）研發(fā)的器[12]由美國(guó)國(guó)家宇航局研制（圖 1.2），用于檢查火星上載了兩個(gè)照相系統(tǒng)用于任務(wù)組對(duì)該機(jī)器人的操控以及拍攝測(cè)碳水化合物的質(zhì)譜儀、氣相色譜儀和激光分光計(jì)，搭載物學(xué)分析儀，搭載的避障相機(jī)分布在好奇號(hào)的前后兩側(cè)，當(dāng)止碰撞，并且能夠通過(guò)三維圖像定位好奇號(hào)的機(jī)械臂的位各樣的傳感器用于檢測(cè)火星地表環(huán)境，并且具備一定智能

（a）THBIP-II （b） Anbot圖 1.3 清華大學(xué)（a）與國(guó)防科技大學(xué)（b）研發(fā)的機(jī)器國(guó)首輛月球車（圖 1.4），其設(shè)計(jì)質(zhì)量為 140kg，使用太陽(yáng)能作了紅外成像光譜儀、測(cè)月雷達(dá)、X 射線譜等多種科學(xué)探測(cè)儀器，用于感知自身的姿態(tài)信息、位置信息、周圍的地圖信息。玉兔號(hào)運(yùn)動(dòng)以及避障，并在月球上完成各類探測(cè)任務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于雙目視覺(jué)的移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)三維地圖構(gòu)建方法研究[D]. 周智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
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本文編號(hào)：3461887