本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)機(jī)器人激光導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)　出處：《重慶郵電大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：智能移動(dòng)機(jī)器人作為應(yīng)用最廣泛的機(jī)器人類型,在航天、醫(yī)療康復(fù)、工業(yè)等眾多領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色,而自主導(dǎo)航作為移動(dòng)機(jī)器人智能性的重要體現(xiàn),成為近些年研究的熱點(diǎn),因此研究機(jī)器人的自主導(dǎo)航具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。在深入研究移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)的基礎(chǔ)上,選擇具有精度高和抗干擾性好的激光測(cè)距儀作為機(jī)器人的環(huán)境感知設(shè)備,并通過(guò)SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,同時(shí)定位與地圖構(gòu)建)方式進(jìn)行機(jī)器人定位與地圖構(gòu)建,設(shè)計(jì)了基于ROS(Robot Operating System,機(jī)器人操作系統(tǒng))的移動(dòng)機(jī)器人激光導(dǎo)航系統(tǒng)總體方案。針對(duì)FastSLAM算法所需粒子數(shù)量大和粒子濾波不一致問(wèn)題,提出了一種改進(jìn)迭代無(wú)跡粒子濾波的SLAM算法,利用迭代無(wú)跡粒子濾波來(lái)精確設(shè)計(jì)粒子濾波器的提議分布,在預(yù)測(cè)階段以迭代的更新方式將激光測(cè)距儀觀測(cè)信息融入重要性采樣過(guò)程,使得采樣粒子更接近于真實(shí)分布,降低了濾波器預(yù)測(cè)階段機(jī)器人位姿的不確定性,有效減少了所需粒子的數(shù)量,并提高了定位與柵格代價(jià)地圖構(gòu)建的精確性,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該改進(jìn)算法的有效性和魯棒性。然后對(duì)路徑規(guī)劃算法進(jìn)行研究,提出一種基于優(yōu)先策略的A*平滑路徑算法,通過(guò)對(duì)估價(jià)函數(shù)的設(shè)計(jì),提高路徑規(guī)劃效率;采用基于優(yōu)先級(jí)的子節(jié)點(diǎn)生成策略,避免機(jī)器人與障礙物發(fā)生碰撞;對(duì)生成的路徑進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)優(yōu)化,減少生成路徑中的折轉(zhuǎn)點(diǎn)數(shù)目,建立A*平滑路徑模型,使移動(dòng)機(jī)器人能夠更快速平穩(wěn)地到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。在已經(jīng)建立完成的全局柵格代價(jià)地圖上采用該改進(jìn)算法進(jìn)行搜索,能夠快速地規(guī)劃出一條最優(yōu)的無(wú)碰撞路徑。并且采用動(dòng)態(tài)窗口法進(jìn)行局部路徑規(guī)劃,使移動(dòng)機(jī)器人能夠有效地避開導(dǎo)航過(guò)程中出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)障礙物。最后,完成了在基于ROS平臺(tái)的Pioneer3-DX機(jī)器人上導(dǎo)航系統(tǒng)的構(gòu)建,在實(shí)際環(huán)境中完成地圖構(gòu)建、路徑規(guī)劃和動(dòng)態(tài)避障等實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,機(jī)器人在不同環(huán)境下的導(dǎo)航成功率均達(dá)90%以上,且機(jī)器人的位置偏移量均小于4cm,方向偏轉(zhuǎn)量均小于2°,說(shuō)明本文所設(shè)計(jì)的移動(dòng)機(jī)器人激光導(dǎo)航方案具有可行性和可靠性。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊娜;李漢舟;;服務(wù)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)研究進(jìn)展[J];機(jī)電工程;2015年12期

2 習(xí)近平;;國(guó)家主席習(xí)近平致2015世界機(jī)器人大會(huì)賀信[J];科技導(dǎo)報(bào);2015年23期

3 宋軍;;在機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新暨團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)論壇上的致辭[J];科技導(dǎo)報(bào);2015年23期

4 曲道奎;;機(jī)遇與挑戰(zhàn)——中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深度思考[J];科技導(dǎo)報(bào);2015年23期

5 羅元;傅有力;程鐵鳳;;基于改進(jìn)Rao-Blackwellized粒子濾波器的同時(shí)定位與地圖構(gòu)建[J];控制理論與應(yīng)用;2015年02期

6 宋宇;李慶玲;康軼非;閆德立;;平方根容積Rao-Blackwillised粒子濾波SLAM算法[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2014年02期

7 王聰;孫煒;卜德旭;周志偉;;基于慣性導(dǎo)航與立體視覺(jué)的風(fēng)管清掃機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年23期

8 汪歡;馬旭東;錢X;房芳;曹娟;;輔助移動(dòng)機(jī)器人的分布式視覺(jué)定位系統(tǒng)[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年S2期

9 王曉華;楊幸芳;;一種改進(jìn)的粒子濾波SLAM算法[J];模式識(shí)別與人工智能;2013年06期

10 陳晨;程蔭杭;;基于迭代無(wú)跡卡爾曼濾波的SLAM算法仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2012年08期

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本文編號(hào)：1316160