隨著計算機科學(xué)的發(fā)展和人工智能技術(shù)的進步,為了進一步提高生產(chǎn)效率和方便人類生活,迫切要求移動機器人能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境從而自主運動以完成給定的任務(wù)。同時定位與地圖創(chuàng)建作為移動機器人在未知環(huán)境下實現(xiàn)自主導(dǎo)航的關(guān)鍵,因而具有重要的理論研究價值和實際應(yīng)用價值。本次課題研究的主要任務(wù):搭建移動機器人實驗平臺,通過對擴展卡爾曼濾波SLAM算法的仿真研究,結(jié)合掃描匹配算法實現(xiàn)ROS系統(tǒng)下以激光雷達為主要數(shù)據(jù)源的未知環(huán)境地圖創(chuàng)建和移動機器人自主定位。論文主要研究內(nèi)容包括以下四個方面:（1）建立移動機器人的運動模型和激光雷達的觀測模型,簡單介紹激光雷達傳感器RPLIDAR的基本原理以及機器人操作系統(tǒng)的核心概念,詳細闡述激光雷達和外部系統(tǒng)的通信模式和掃描測距數(shù)據(jù)獲取流程,實現(xiàn)ROS下激光雷達RPLIDAR的數(shù)據(jù)采集。（2）基于移動機器人底層運動控制的基本思想,采用STM32單片機完成底層平臺的硬件電路設(shè)計和軟件編程實現(xiàn)。自定義串口通信數(shù)據(jù)格式,分別編寫ROS系統(tǒng)和STM32單片機的串口處理程序,從而實現(xiàn)ROS平臺與底層平臺之間的通信。（3）基于SLAM基本原理和常用算法,詳細論述擴展卡爾曼濾波算法的實... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

移動機器人Shakey

且普遍取得了令人矚目的成果。1995 年由中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研制出的我國第一部 6000 米水下機器人[20]，成功實現(xiàn)深海探測任務(wù)，使得我國在這一領(lǐng)域躍居世界先進行列；2000 年我國第一個類人型機器人由中國國防大學(xué)研發(fā)成功，既能夠在已知的環(huán)境下行走，也能夠在未知的環(huán)境下自由移動，而且誤差較小；2004 年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機器人研究所研發(fā)的迎賓服務(wù)機器人“飄雪”[21]自身攜帶多個傳感器，通過多傳感器信息的融合可以實現(xiàn)自主移動、避障導(dǎo)航的功能，從而為人們提供相應(yīng)的服務(wù)。2006 年開始的全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽[22]將自主運動小車的研究推向了高潮，越來越多的高校都投入到了智能車的研究當(dāng)中，如激光小車、紅外小車、電磁小車、攝像頭小車及兩輪自平衡小車等。2011 年 7 月 14 日，由國防科技大學(xué)自主研制的紅旗 HQ3 無人車[23]，首次完成了從長沙到武漢 286 公里的高速全程無人駕駛實驗，并取得圓滿成功，創(chuàng)造了我國自主研制的無人車在復(fù)雜交通狀況下自主駕駛的新紀(jì)錄，標(biāo)志著我國在地面無人復(fù)雜環(huán)境識別、行為決策和控制等技術(shù)方面取得了新的突破。機器人技術(shù)在太空領(lǐng)域也取得了顯著的成功。2013 年，我國首個外星探索機器人“玉兔號”由嫦娥三號探測器搭載[24]，成功在月球表面登陸�！坝裢锰枴毖b載多種科學(xué)探測儀器，例如全景相機、測月雷達和紅外成像光譜儀等等，從而完成自主導(dǎo)航和對月球表面的探測任務(wù)。

第二章 移動機器人實驗平臺第二章 移動機器人實驗平臺本次課題研究搭建的整個移動機器人實驗平臺包含上位機平臺和底層運動控制平臺兩個部上位機平臺主要是由安裝有 Ubuntu14.04+indigo 版本 ROS 系統(tǒng)環(huán)境的 PC 計算機和 RPL雷達傳感器組成，兩者之間通過串口轉(zhuǎn) USB 模塊進行連接從而實現(xiàn)掃描測距數(shù)據(jù)采集，主結(jié)合底層運動控制平臺發(fā)來的機器人運動的里程計數(shù)據(jù)完成整個移動機器人系統(tǒng)的 SLAM務(wù)；底層運動控制平臺主要是根據(jù)上位機平臺規(guī)劃計算得到的機器人線速度和角速度，32 單片機控制伺服驅(qū)動器和驅(qū)動電機從而達到移動機器人運動控制的目的。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3537579