發(fā)布時間：2023-04-04 05:07

　　移動機器人導航技術(shù)處于當前科學研究領(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)的導航技術(shù)更是機器人領(lǐng)域的研究熱點。為了讓室內(nèi)導航技術(shù)更加自主化與智能化,本文將對基于SLAM的室內(nèi)導航技術(shù)進行研究,并對其中的SLAM、定位以及路徑規(guī)劃三個問題進行深入研究。由于本文采用模塊化設(shè)計方式,導航系統(tǒng)的可移植性強,可將其應(yīng)用在服務(wù)機器人、工業(yè)運輸機器人等移動機器人上。本文的完成有望對國內(nèi)自主導航領(lǐng)域的發(fā)展起到促進作用。首先,針對傳統(tǒng)的基于濾波理論的SLAM算法所構(gòu)建的地圖質(zhì)量不佳的問題,應(yīng)用基于圖優(yōu)化理論的SLAM算法進行機器人的同步定位與地圖構(gòu)建;并對其中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、閉環(huán)檢測、后端優(yōu)化等關(guān)鍵步驟進行深入研究;設(shè)計了一種主動SLAM技術(shù),應(yīng)用基于邊界的主動探索模型將SLAM與路徑規(guī)劃結(jié)合在一起,使得機器人能夠自主地進行未知環(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,并通過仿真實驗對定位算法的收斂過程進行分析;對A*全局路徑規(guī)劃算法進行研究,并通過仿真實驗與其它...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：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 課題來源
        1.1.2 研究背景及意義
    1.2 自主導航技術(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 自主導航關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 SLAM算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 基于SLAM的導航技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 移動機器人的系統(tǒng)模型及架構(gòu)
    2.1 引言
    2.2 傳感器選型及實驗平臺搭建
        2.2.1 傳感器分析
        2.2.2 實驗平臺搭建
    2.3 機器人運動模型
    2.4 傳感器觀測模型
    2.5 環(huán)境地圖模型
    2.6 導航系統(tǒng)整體架構(gòu)
        2.6.1 機器人操作系統(tǒng)ROS
        2.6.2 Navigation導航軟件包
        2.6.3 室內(nèi)導航系統(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
        3.2.3 位姿圖優(yōu)化
    3.3 主動SLAM技術(shù)
        3.3.1 基于邊界的主動探索
        3.3.2 主動SLAM技術(shù)架構(gòu)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 移動機器人的定位與路徑規(guī)劃算法研究
    4.1 引言
    4.2 移動機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 定位算法仿真實驗
    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)劃算法仿真實驗
    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 基于點云的避障策略
        4.4.3 路徑規(guī)劃模塊仿真實驗
    4.5 本章小結(jié)
第5章 移動機器人導航系統(tǒng)的實驗驗證
    5.1 引言
    5.2 室內(nèi)環(huán)境的地圖構(gòu)建實驗
        5.2.1 主動SLAM實驗
        5.2.2 SLAM算法對比實驗
        5.2.3 地圖精度分析
    5.3 移動機器人的定位及自主導航實驗
        5.3.1 已知地圖的定位及自主導航實驗
        5.3.2 移動機器人的導航精度分析
    5.4 移動機器人的避障實驗
        5.4.1 移動機器人的靜態(tài)避障實驗
        5.4.2 移動機器人的動態(tài)避障實驗
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3781838