本文選題：移動(dòng)機(jī)器人 + 信息融合　； 參考：《江南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著機(jī)器人智能化水平的不斷提高,其在家庭服務(wù)、康養(yǎng)醫(yī)療以及新媒體娛樂(lè)等方面起到了更加重要的用途。當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人通常工作于相對(duì)復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境時(shí),需要多個(gè)傳感器感知周?chē)h(huán)境,完成地圖構(gòu)建、定位與自主導(dǎo)航等任務(wù),即實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的SLAM。因此,多傳感器的信息融合成為了移動(dòng)機(jī)器人SLAM研究中的重要方面,對(duì)機(jī)器人的功能實(shí)現(xiàn)與智能化水平有重要影響。本文從多傳感信息融合角度入手,深入研究移動(dòng)機(jī)器人地圖構(gòu)建、定位與自主導(dǎo)航等相關(guān)理論與算法,結(jié)合機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS),實(shí)現(xiàn)這些功能。首先,研究了信息融合的相關(guān)內(nèi)容。研究了各類(lèi)傳感器的工作原理與特性,基于JNPF-4WD平方移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)技術(shù),研究了擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)算法和Rao-Blackwellized粒子濾波算法,采用RBPF算法進(jìn)行觀測(cè)模型匹配,完成地圖構(gòu)建。其次,研究了常用的定位算法。結(jié)合JNPF-4WD平方移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái),重點(diǎn)研究了基于慣性導(dǎo)航航位推算定位算法和基于激光雷達(dá)2D地圖的自適應(yīng)蒙特卡洛定位算法;利用無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行機(jī)器人定位,此定位算法對(duì)經(jīng)典的瑞利衰減函數(shù)模型進(jìn)行了改進(jìn),提出了基于高斯濾波和Lagrange插值方法的改進(jìn)三邊定位算法和模糊推理指紋識(shí)別定位算法,分析了相應(yīng)算法的定位精度、優(yōu)缺點(diǎn)及可行性,為在移動(dòng)機(jī)器人上的實(shí)際應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。然后,研究了常用的路徑規(guī)劃算法。從全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃這兩種規(guī)劃算法入手,研究了移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃與自主導(dǎo)航。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的人工勢(shì)場(chǎng)法的研究,針對(duì)局部路徑規(guī)劃,提出了改進(jìn)的算法:針對(duì)局部極小值問(wèn)題,將距離因子加入到斥力場(chǎng);針對(duì)目標(biāo)不可達(dá)問(wèn)題,旋轉(zhuǎn)斥力場(chǎng)一定角度。仿真結(jié)果表明,該改進(jìn)算法能夠很好地解決上述兩個(gè)問(wèn)題。最后,基于JNPF-4WD平方移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)進(jìn)行了一些SLAM相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。研究了該移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)、軟件系統(tǒng)以及傳感器、ROS節(jié)點(diǎn)、gmapping、坐標(biāo)系等相關(guān)配置,完成了地圖構(gòu)建與自主導(dǎo)航。本文研究并提出了一種定位算法和一種路徑規(guī)劃算法,前者基于無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度,后者基于改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)法,解決了SLAM研究中最關(guān)鍵的地圖構(gòu)建、定位與自主導(dǎo)航等問(wèn)題。仿真結(jié)果表明,定位算法能夠達(dá)到可靠的精度要求,路徑規(guī)劃算法能夠完成自主避障和路徑規(guī)劃任務(wù)。同時(shí),在JNPF-4WD平方移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)上做了大量實(shí)驗(yàn),提高了其智能化水平。因此,本文重在對(duì)SLAM相關(guān)問(wèn)題理論與算法的研究,又兼顧對(duì)實(shí)際應(yīng)用的探索,具有一定的科研參考價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1750708