隨著《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)的提出,“智能制造”的發(fā)展得到了國(guó)家的高度重視和重點(diǎn)支持。移動(dòng)機(jī)器人（以下簡(jiǎn)稱為“機(jī)器人”）作為該背景下的重要研究課題,具有廣泛的應(yīng)用前景,可應(yīng)用至各種生活服務(wù)、智能物流、災(zāi)難救援等領(lǐng)域。自主定位始終是機(jī)器人相關(guān)技術(shù)中最基礎(chǔ)、最核心的技術(shù)之一,且保證機(jī)器人在自主導(dǎo)航階段中具有可靠的定位性能是其能完成設(shè)定任務(wù)的前提條件。在機(jī)器人自主導(dǎo)航過(guò)程中,不同地點(diǎn)的環(huán)境信息和地圖噪聲會(huì)對(duì)機(jī)器人的定位過(guò)程造成不同的影響。這意味著機(jī)器人在一個(gè)給定的已知地圖中各處的定位能力——使用激光雷達(dá)在環(huán)境中進(jìn)行自定位的能力,是不相同的。因此,有必要在路徑規(guī)劃階段將定位能力納入考慮,以避免機(jī)器人在導(dǎo)航過(guò)程中出現(xiàn)較大的定位誤差并降低機(jī)器人自定位失敗的風(fēng)險(xiǎn)。本文以機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)和定位技術(shù)中的定位能力的結(jié)合和實(shí)現(xiàn)方法為研究目標(biāo),圍繞配備激光雷達(dá)的機(jī)器人在室內(nèi)外環(huán)境下的全局路徑規(guī)劃展開(kāi)研究,并提出一種基于二維和三維定位能力約束的路徑規(guī)劃方法。借此提高機(jī)器人在無(wú)可靠GPS信號(hào)的情況下,在存在特征匱乏、特征相似或建圖噪聲較大的區(qū)域的環(huán)境中進(jìn)行自主導(dǎo)航時(shí)的定位精度。本文的主要內(nèi)容如下:1.二維和... 

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【部分圖文】：

圖１－１國(guó)內(nèi)外研發(fā)的自主移動(dòng)機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｘａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ?ｍｏｂｉｌｅ?ｒｏｂｏｔｓ??

顧讀??（ｄ）?“交龍”智能輪椅?（ｅ）ＰＲ２機(jī)器人??圖１－１國(guó)內(nèi)外研發(fā)的自主移動(dòng)機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｘａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ?ｍｏｂｉｌｅ?ｒｏｂｏｔｓ??提高了相關(guān)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和管理效率［８］；在２０１３年的“４．２０”蘆山縣７．０級(jí)大??地震發(fā)生后，四川測(cè)繪地理信息局派出無(wú)人機(jī)組趕赴災(zāi)區(qū)獲取災(zāi)后影像，給之后的搶險(xiǎn)??救災(zāi)提供了有力依據(jù)和保障基礎(chǔ)［９］；亞馬遜公司于２０１６年推出了?Ｐｒｉｍｅ?Ａｉｒ服務(wù)，其使??用無(wú)人機(jī)在市內(nèi)進(jìn)行快遞派送，從訂單生成至包裹送達(dá)總計(jì)耗時(shí)最短僅需１３分鐘［抑。??（ａ）農(nóng)用噴藥？?（ｂ）?±也震救援？?（ｃ）快遞配送？??圖１－２幾種無(wú)人機(jī)的典型用途??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｕｓａｇｅｓ?ｏｆ?ｕｎｍａｎｎｅｄ?ａｅｒｉａｌ?ｖｅｈｉｃｌｅｓ??隨著應(yīng)用環(huán)境的不斷復(fù)雜化，機(jī)器人在定位層面面臨的挑戰(zhàn)和困難也日益增加。雖??然現(xiàn)已存在很多性能良好的基于全球定位系統(tǒng)（Ｇｌｏｂａｌ?Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?Ｓｙｓｔｅｍ，?ＧＰＳ）的定??位系統(tǒng)，然而這類系統(tǒng)只適用于部分室外環(huán)境，無(wú)法在ＧＰＳ信號(hào)不可靠或缺失的環(huán)境??—２?—??

路徑規(guī)劃并控制機(jī)器人移動(dòng)到摘較小的區(qū)域，以減少系統(tǒng)觀測(cè)的不確定性和降低機(jī)器人??在導(dǎo)航過(guò)程中的定位不確定性。這種方法的缺點(diǎn)之一是熵的計(jì)算復(fù)雜度會(huì)隨著環(huán)境的擴(kuò)??大而大大增加。此外，由于熵是一維變量（如圖１－５所示），僅能就觀測(cè)信息對(duì)定位的影??響給出一個(gè)整體評(píng)估，因此其無(wú)法反映出該影響的方向性信息，即其無(wú)法分辨出已知地??圖影響的是機(jī)器人哪個(gè)分量（位置或朝向）上的定位不確定性。??在下文中我們將評(píng)估和確定可準(zhǔn)確反映環(huán)境信息對(duì)機(jī)器人定位性能的影響的指標(biāo)。??１．２．２定位技術(shù)及定位能力研究概況??在闡述與“定位能力”這一概念相關(guān)的研究工作之前，我們?cè)诖讼群?jiǎn)要地介紹與機(jī)??器人定位技術(shù)相關(guān)的前人工作及其局限性。機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主能力的最基本的要求是可以??進(jìn)行自主定位，這也是順利執(zhí)行一系列導(dǎo)航相關(guān)任務(wù)的前提。定位的目標(biāo)是確定機(jī)器人??在其工作環(huán)境中相對(duì)于一個(gè)指定坐標(biāo)系（如世界坐標(biāo)系、地圖坐標(biāo)系等）的位姿（包括??位置和姿態(tài)）�，F(xiàn)有的機(jī)器人定位方法主要分為以下三類［２７］：??１．相對(duì)定位方法［２８］：此方法又稱為航跡推測(cè)法，其基本原理是在給定機(jī)器人初始??位姿的前提下，使用里程計(jì)、慣性測(cè)量單元等內(nèi)部傳感器計(jì)算出每一時(shí)刻的位??—５?—??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)在四川省應(yīng)急測(cè)繪保障中的應(yīng)用研究[J]. 周興霞,廖小露,劉嘉.  測(cè)繪與空間地理信息. 2014(10)
[2]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)
[3]基于稀疏A*搜索和改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)的無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)航跡規(guī)劃[J]. 姚遠(yuǎn),周興社,張凱龍,董冬.  控制理論與應(yīng)用. 2010(07)

博士論文
[1]移動(dòng)機(jī)器人的定位能力估計(jì)及定位[D]. 王勇.上海交通大學(xué) 2014
[2]移動(dòng)機(jī)器人定位的不確定性研究[D]. 于金霞.中南大學(xué) 2007

碩士論文
[1]移動(dòng)機(jī)器人的可定位性估計(jì)及其應(yīng)用[D]. 王煒.上海交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3617378