基于多傳感器信息融合的機(jī)器人定位技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-22 23:45
近幾年來,伴隨著人工智能、機(jī)器人技術(shù)、先進(jìn)傳感器技術(shù)、智能控制、模式識(shí)別等學(xué)科突飛猛進(jìn)的發(fā)展,智能移動(dòng)機(jī)器人成為了國(guó)內(nèi)外各大科研團(tuán)隊(duì)和大學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究的熱點(diǎn)。其中智能移動(dòng)機(jī)器人的一項(xiàng)重要能力為在陌生環(huán)境下的自主導(dǎo)航這是機(jī)器人智能的重要標(biāo)志之一。而移動(dòng)機(jī)器人在陌生環(huán)境中完成自主導(dǎo)航任務(wù),首先要確定自身在環(huán)境中所處的位置。確定位置需要通過傳感器獲取環(huán)境信息,同時(shí)使用多種傳感器的信息相互融合可以提供給移動(dòng)機(jī)器人更豐富的環(huán)境信息使移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精確定位。本文的研究?jī)?nèi)容主要是針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人在室內(nèi)靜態(tài)環(huán)境中融合激光測(cè)距儀和里程計(jì)信息的定位問題展開的。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,介紹了移動(dòng)機(jī)器人,機(jī)器人定位技術(shù)以及信息融合技術(shù)的研究意義和發(fā)展現(xiàn)狀。搭建了移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)和進(jìn)行了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試,使移動(dòng)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)平面內(nèi)的全方位移動(dòng)。其次,建立了全方向移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、里程計(jì)模型和激光測(cè)距儀模型。分析了擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的流程,重點(diǎn)研究利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法融合里程計(jì)和激光測(cè)距儀兩種傳感器的信息對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際的定位實(shí)驗(yàn),并記錄下機(jī)器人在移動(dòng)過程中所用的時(shí)間,里程計(jì)的數(shù)據(jù),激光測(cè)距儀的數(shù)據(jù)。最后...
【文章來源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 機(jī)器人定位技術(shù)概述
1.4 信息融合技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.5 課題研究主要內(nèi)容
第2章 基于麥克納姆輪的移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)
2.3 移動(dòng)機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)
2.4 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊
2.5 移動(dòng)機(jī)器人控制軟件設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第3章 全向移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)環(huán)境建模
3.1 引言
3.2 基于麥克納姆輪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型分析
3.3 里程計(jì)模型
3.4 激光傳感器模型
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于激光測(cè)距儀與里程計(jì)融合定位算法
4.1 引言
4.2 基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的融合原理
4.3 基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)
4.4 本章小結(jié)
第5章 室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人定位實(shí)驗(yàn)及分析
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
5.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 研究工作總結(jié)
6.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
論文發(fā)表情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多傳感器的移動(dòng)機(jī)器人可定位性估計(jì)與自定位[J]. 孫自飛,錢,馬旭東,戴先中. 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]基于人工路標(biāo)的室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航方法[J]. 黃露,朱明,張偉峰. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2017(07)
[3]信息融合發(fā)展沿革與技術(shù)動(dòng)態(tài)[J]. 趙宗貴,李君靈. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù). 2017(01)
[4]WiFi與MEMS-IMU融合定位方法在室內(nèi)定位中的應(yīng)用[J]. 雷雨偉,修春娣,楊威,楊東凱. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]旋翼飛行機(jī)器人視覺定位方法及系統(tǒng)[J]. 李力,王耀南,劉洪劍,譚建豪,鐘杭. 機(jī)器人. 2016(01)
[6]單目視覺自然路標(biāo)輔助的移動(dòng)機(jī)器人定位方法[J]. 陳明芽,項(xiàng)志宇,劉濟(jì)林. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2014(02)
[7]一種便攜式激光測(cè)距儀的原理及方案實(shí)現(xiàn)[J]. 李俊鋒,阮林林,姚丹. 測(cè)繪與空間地理信息. 2014(01)
[8]基于支持向量回歸的乒乓球機(jī)器人擊球策略學(xué)習(xí)方法[J]. 李志奇,王濱,劉宏. 機(jī)器人. 2014(01)
[9]機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 譚民,王碩. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(07)
[10]基于概率柵格地圖的移動(dòng)機(jī)器人可定位性估計(jì)[J]. 王煒,陳衛(wèi)東,王勇. 機(jī)器人. 2012(04)
博士論文
[1]移動(dòng)機(jī)器人定位技術(shù)研究[D]. 王衛(wèi)華.華中科技大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于光纖陀螺/激光雷達(dá)組合定位系統(tǒng)研究[D]. 霍炎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]融合激光測(cè)距儀和慣導(dǎo)信息的移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)定位方法研究[D]. 閆浩月.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于ROS的室內(nèi)移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人定位與導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 韓輊.電子科技大學(xué) 2017
[4]非線性卡爾曼濾波算法的改進(jìn)及精度分析[D]. 馮亞麗.西南大學(xué) 2017
[5]面向人機(jī)交互的機(jī)器人信息融合系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉素成.電子科技大學(xué) 2017
[6]基于激光測(cè)距儀的移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖構(gòu)建研究[D]. 高強(qiáng).大連海事大學(xué) 2017
[7]基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的融合室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉玉杰.南京郵電大學(xué) 2016
[8]機(jī)器人系統(tǒng)的模型辨識(shí)與控制器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 葛偉亮.電子科技大學(xué) 2016
[9]基于激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人定位方法研究[D]. 張浩.南京航空航天大學(xué) 2016
[10]全方位移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究[D]. 王冠.北京理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3201870
【文章來源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 機(jī)器人定位技術(shù)概述
1.4 信息融合技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.5 課題研究主要內(nèi)容
第2章 基于麥克納姆輪的移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)
2.3 移動(dòng)機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)
2.4 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊
2.5 移動(dòng)機(jī)器人控制軟件設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第3章 全向移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)環(huán)境建模
3.1 引言
3.2 基于麥克納姆輪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型分析
3.3 里程計(jì)模型
3.4 激光傳感器模型
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于激光測(cè)距儀與里程計(jì)融合定位算法
4.1 引言
4.2 基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的融合原理
4.3 基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)
4.4 本章小結(jié)
第5章 室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人定位實(shí)驗(yàn)及分析
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
5.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 研究工作總結(jié)
6.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
論文發(fā)表情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多傳感器的移動(dòng)機(jī)器人可定位性估計(jì)與自定位[J]. 孫自飛,錢,馬旭東,戴先中. 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]基于人工路標(biāo)的室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航方法[J]. 黃露,朱明,張偉峰. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2017(07)
[3]信息融合發(fā)展沿革與技術(shù)動(dòng)態(tài)[J]. 趙宗貴,李君靈. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù). 2017(01)
[4]WiFi與MEMS-IMU融合定位方法在室內(nèi)定位中的應(yīng)用[J]. 雷雨偉,修春娣,楊威,楊東凱. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]旋翼飛行機(jī)器人視覺定位方法及系統(tǒng)[J]. 李力,王耀南,劉洪劍,譚建豪,鐘杭. 機(jī)器人. 2016(01)
[6]單目視覺自然路標(biāo)輔助的移動(dòng)機(jī)器人定位方法[J]. 陳明芽,項(xiàng)志宇,劉濟(jì)林. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2014(02)
[7]一種便攜式激光測(cè)距儀的原理及方案實(shí)現(xiàn)[J]. 李俊鋒,阮林林,姚丹. 測(cè)繪與空間地理信息. 2014(01)
[8]基于支持向量回歸的乒乓球機(jī)器人擊球策略學(xué)習(xí)方法[J]. 李志奇,王濱,劉宏. 機(jī)器人. 2014(01)
[9]機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 譚民,王碩. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(07)
[10]基于概率柵格地圖的移動(dòng)機(jī)器人可定位性估計(jì)[J]. 王煒,陳衛(wèi)東,王勇. 機(jī)器人. 2012(04)
博士論文
[1]移動(dòng)機(jī)器人定位技術(shù)研究[D]. 王衛(wèi)華.華中科技大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于光纖陀螺/激光雷達(dá)組合定位系統(tǒng)研究[D]. 霍炎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]融合激光測(cè)距儀和慣導(dǎo)信息的移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)定位方法研究[D]. 閆浩月.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于ROS的室內(nèi)移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人定位與導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 韓輊.電子科技大學(xué) 2017
[4]非線性卡爾曼濾波算法的改進(jìn)及精度分析[D]. 馮亞麗.西南大學(xué) 2017
[5]面向人機(jī)交互的機(jī)器人信息融合系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉素成.電子科技大學(xué) 2017
[6]基于激光測(cè)距儀的移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖構(gòu)建研究[D]. 高強(qiáng).大連海事大學(xué) 2017
[7]基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的融合室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉玉杰.南京郵電大學(xué) 2016
[8]機(jī)器人系統(tǒng)的模型辨識(shí)與控制器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 葛偉亮.電子科技大學(xué) 2016
[9]基于激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人定位方法研究[D]. 張浩.南京航空航天大學(xué) 2016
[10]全方位移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究[D]. 王冠.北京理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3201870
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