移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)處于當(dāng)前科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿,象征著高新技術(shù)的發(fā)展方向,基于同步定位與地圖構(gòu)建理論(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)的導(dǎo)航技術(shù)更是機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。為了讓室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)更加自主化與智能化,本文將對(duì)基于SLAM的室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行研究,并對(duì)其中的SLAM、定位以及路徑規(guī)劃三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入研究。由于本文采用模塊化設(shè)計(jì)方式,導(dǎo)航系統(tǒng)的可移植性強(qiáng),可將其應(yīng)用在服務(wù)機(jī)器人、工業(yè)運(yùn)輸機(jī)器人等移動(dòng)機(jī)器人上。本文的完成有望對(duì)國(guó)內(nèi)自主導(dǎo)航領(lǐng)域的發(fā)展起到促進(jìn)作用。首先,針對(duì)傳統(tǒng)的基于濾波理論的SLAM算法所構(gòu)建的地圖質(zhì)量不佳的問(wèn)題,應(yīng)用基于圖優(yōu)化理論的SLAM算法進(jìn)行機(jī)器人的同步定位與地圖構(gòu)建;并對(duì)其中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、閉環(huán)檢測(cè)、后端優(yōu)化等關(guān)鍵步驟進(jìn)行深入研究;設(shè)計(jì)了一種主動(dòng)SLAM技術(shù),應(yīng)用基于邊界的主動(dòng)探索模型將SLAM與路徑規(guī)劃結(jié)合在一起,使得機(jī)器人能夠自主地進(jìn)行未知環(huán)境的地圖構(gòu)建。其次,研究了基本的蒙特卡洛定位算法及自適應(yīng)蒙特卡洛定位算法,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)定位算法的收斂過(guò)程進(jìn)行分析;對(duì)A*全局路徑規(guī)劃算法進(jìn)行研究,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)與其它...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 研究背景及意義
    1.2 自主導(dǎo)航技術(shù)綜述
        1.2.1 SLAM理論
        1.2.2 定位技術(shù)
        1.2.3 路徑規(guī)劃技術(shù)
    1.3 自主導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 SLAM算法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 基于SLAM的導(dǎo)航技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 移動(dòng)機(jī)器人的系統(tǒng)模型及架構(gòu)
    2.1 引言
    2.2 傳感器選型及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        2.2.1 傳感器分析
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
    2.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型
    2.4 傳感器觀測(cè)模型
    2.5 環(huán)境地圖模型
    2.6 導(dǎo)航系統(tǒng)整體架構(gòu)
        2.6.1 機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS
        2.6.2 Navigation導(dǎo)航軟件包
        2.6.3 室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于圖優(yōu)化理論的SLAM算法研究
    3.1 引言
    3.2 基于圖優(yōu)化理論的SLAM算法研究
        3.2.1 激光掃描匹配
        3.2.2 閉環(huán)檢測(cè)
        3.2.3 位姿圖優(yōu)化
    3.3 主動(dòng)SLAM技術(shù)
        3.3.1 基于邊界的主動(dòng)探索
        3.3.2 主動(dòng)SLAM技術(shù)架構(gòu)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 移動(dòng)機(jī)器人的定位與路徑規(guī)劃算法研究
    4.1 引言
    4.2 移動(dòng)機(jī)器人的定位算法研究
        4.2.1 蒙特卡洛定位算法研究
        4.2.2 自適應(yīng)蒙特卡洛定位算法研究
        4.2.3 定位算法仿真實(shí)驗(yàn)
    4.3 全局路徑規(guī)劃算法研究
        4.3.1 全局路徑規(guī)劃算法
        4.3.2 全局路徑規(guī)劃算法仿真實(shí)驗(yàn)
    4.4 局部路徑規(guī)劃算法研究
        4.4.1 局部路徑規(guī)劃算法
        4.4.2 基于點(diǎn)云的避障策略
        4.4.3 路徑規(guī)劃模塊仿真實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 室內(nèi)環(huán)境的地圖構(gòu)建實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 主動(dòng)SLAM實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 SLAM算法對(duì)比實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 地圖精度分析
    5.3 移動(dòng)機(jī)器人的定位及自主導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 已知地圖的定位及自主導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航精度分析
    5.4 移動(dòng)機(jī)器人的避障實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 移動(dòng)機(jī)器人的靜態(tài)避障實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 移動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)避障實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3781838