隨著計(jì)算機(jī)、人工智能等領(lǐng)域的飛速發(fā)展,移動機(jī)器人正逐步走向智能、成熟和實(shí)用階段。智能化的移動機(jī)器人能夠做出獨(dú)立的判斷,在無人監(jiān)管的狀態(tài)下完成自動行走、目標(biāo)跟蹤等多種復(fù)雜任務(wù),已廣泛應(yīng)用于電力巡檢、物流配送、消防滅火等方面。校園安全巡檢任務(wù)具有場景固定、路況良好、重復(fù)性強(qiáng)等特點(diǎn),非常適合移動機(jī)器人的應(yīng)用。相比于人力巡檢,移動機(jī)器人能夠全時段工作,有效增強(qiáng)了校園的安全性,是校園巡檢的未來發(fā)展方向。實(shí)現(xiàn)校園巡檢機(jī)器人的首要步驟是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主定位。目前主流的定位系統(tǒng)存在各種應(yīng)用局限,GPS（Global Positioning System）受高樓遮擋而存在接收信號盲區(qū);RTK（Real time kinematic）與 IMU（Inertial measurement unit）組合系統(tǒng)雖然定位精度高,但其設(shè)備成本過高,且受到基站范圍限制;物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)需要前期布設(shè)大量的節(jié)點(diǎn),消耗人力物力,資源需求過大。因此本文選擇了低成本、環(huán)境魯棒性高、無需預(yù)設(shè)節(jié)點(diǎn)、可與多種傳感器融合的激光雷達(dá)SLAM（Simultaneous Localization And Mapping）技術(shù)完成機(jī)器人的自主定位... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．〗５００ｋＶ變電站自動巡檢機(jī)器人??加拿大的魁北市水力發(fā)電站自主研發(fā)了一款自動巡檢機(jī)器人［３］，該機(jī)器人采用??

碩士學(xué)位論文??．ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??ＵｆｉＦｏ？??＊Ａｓｒ＊ｙ＊ｉａａ??ＥｉａｉＦｗＷ??：：ｍ＾??Ｔ＿：?ｉ＾Ａ??Ｒｏｂｏｔ?ｙｉａｏｅ??Ｃｒａｓｋ??圖１．３高壓線巡檢機(jī)器人??（２）室內(nèi)巡檢機(jī)器人??Ｓｒｉｎｉｖａｓａ等人［７］在２０１０推出了一款室內(nèi)巡檢移動機(jī)器人Ｈｅｒｂ，如圖１．４所示。??該機(jī)器人采用視覺ＳＬＡＭ?（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ?Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ?Ａｎｄ?Ｍａｐｐｉｎｇ），可以準(zhǔn)確地識??別室內(nèi)物體，獲取當(dāng)前機(jī)器人定位同時構(gòu)建出視覺環(huán)境地圖，最后操作機(jī)械手完成??更復(fù)雜的任務(wù)。??ｍｍ??圖１．４?Ｈｅｒｂ室內(nèi)巡檢機(jī)器人??美國Ｃｙｂｅｒｍｏｔｉｏｎ公司研發(fā)了一臺軍用倉庫管理巡檢機(jī)器人，名為“ＭＤＡＲＳ”??號［８］。它能夠以最低時速（３ｋｍ／ｈ）持續(xù)運(yùn)行八小時，預(yù)警范圍達(dá)１０ｍ。西班牙萊里??達(dá)大學(xué)設(shè)計(jì)了一款室內(nèi)巡檢機(jī)器人［９］，如圖１．５所示。該機(jī)器人使用激光ＳＬＡＭ技??術(shù)獲取室內(nèi)定位，并構(gòu)建室內(nèi)三維點(diǎn)云地圖，同時安裝了氣體傳感器，能夠以１米??的精度計(jì)算出室內(nèi)氣體泄漏位置。??

？碩士學(xué)位論文??ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??圖１．５室內(nèi)氣體泄漏巡檢機(jī)器人??（３）園區(qū)巡檢機(jī)器人??美國的Ｋｎｉｇｈｔｓｃｏｐｅ公司研發(fā)的Ｋ５巡邏機(jī)器人，于２０１４年正式在娃谷街頭??投入使用。據(jù)該公司介紹，該機(jī)器人可以在商嘗辦公室、居民區(qū)等多種場所使用，??是增強(qiáng)治安、降低社區(qū)犯罪率的有效保障。科羅納多礦業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)了一種基于ＷｉＨ??定位的石油工廠巡檢機(jī)器人［１１如圖１．６所示。該機(jī)器人采用Ｗｉｎ定位技術(shù)，可以??達(dá)到米級定位精度，并通過Ｈ２Ｓ等有毒氣體傳感器對室內(nèi)有毒氣體濃度進(jìn)行監(jiān)控和??報警。??二邊，：｜??圖１．６石油工廠巡檢機(jī)器人??１．２．２國內(nèi)研究現(xiàn)狀??國內(nèi)在移動機(jī)器人和巡檢機(jī)器人的研究上方面起步較晚，但也緊跟世界發(fā)展潮??流，相關(guān)成果目前在多個領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。??（１）變電站巡檢機(jī)器人??山東電力研究院的魯守銀教授［１２］在２００６年推出了一款變電站移動巡檢機(jī)器人??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于激光雷達(dá)的同時定位與地圖構(gòu)建方法綜述[J]. 危雙豐,龐帆,劉振彬,師現(xiàn)杰.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2020(02)
[2]高仙機(jī)器人全場景移動技術(shù)及商用落地[J]. 程昊天,陳軍.  機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2018(04)
[3]變電站巡檢機(jī)器人研究現(xiàn)狀綜述[J]. 楊旭東,黃玉柱,李繼剛,李麗,李北斗.  山東電力技術(shù). 2015(01)
[4]全國首臺軌道式變電站巡檢機(jī)器人投入試運(yùn)行[J].   電氣技術(shù). 2012(02)
[5]慣性導(dǎo)航技術(shù)的新進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J]. 張炎華,王立端,戰(zhàn)興群,翟傳潤.  中國造船. 2008(S1)
[6]關(guān)于MEMS慣性傳感器的發(fā)展及在組合導(dǎo)航中的應(yīng)用前景[J]. 蔣慶仙.  測繪通報. 2006(09)
[7]變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人的研制[J]. 魯守銀,錢慶林,張斌,王明瑞,李向東,王宏.  電力系統(tǒng)自動化. 2006(13)

碩士論文
[1]基于自主導(dǎo)航的移動機(jī)器人控制平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 華崴鑒.南京郵電大學(xué) 2019
[2]基于視覺SLAM的履帶式液壓挖掘機(jī)行走軌跡跟蹤控制研究[D]. 章曉偉.浙江大學(xué) 2019
[3]基于IMU與單目視覺融合的位姿估計(jì)方法研究[D]. 王晨曦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[4]基于視覺和慣導(dǎo)融合的巡檢機(jī)器人定位與建圖技術(shù)研究[D]. 陳常.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[5]基于視覺巡檢機(jī)器人的植物工廠控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 何子力.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[6]基于ROS的慣性導(dǎo)航和視覺信息融合的移動機(jī)器人定位研究[D]. 王德智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[7]GPS/Visual/INS多傳感器融合導(dǎo)航算法的研究[D]. 王加芳.浙江大學(xué) 2017
[8]面向巡檢應(yīng)用的全向輪式機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 高明建.中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院) 2016
[9]基于Kinect和視覺詞典的三維SLAM算法研究[D]. 龍超.浙江大學(xué) 2016
[10]基于ROS的移動服務(wù)機(jī)器人進(jìn)門過程關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 董學(xué)會.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3226820