移動(dòng)機(jī)器人的定位導(dǎo)航是機(jī)器人領(lǐng)域重要的研究課題之一,決定了移動(dòng)機(jī)器人的智能化程度。傳統(tǒng)移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航方式有著依賴外部輔助設(shè)備,路線固定等問(wèn)題,如何實(shí)現(xiàn)更智能的定位導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸成為研究熱點(diǎn)。本文圍繞移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航系統(tǒng)和里程計(jì)誤差校正算法展開研究,利用移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位和地圖構(gòu)建(Simultaneous Localization and apping,SLAM)和路徑規(guī)劃技術(shù),搭建了基于麥克納姆輪的室內(nèi)移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人,并設(shè)計(jì)了一個(gè)能實(shí)時(shí)定位,自主導(dǎo)航的移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航系統(tǒng)。同時(shí)提出了一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程的移動(dòng)機(jī)器人里程計(jì)誤差校正方法,來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的精準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng),本文主要工作如下:1.介紹了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件系統(tǒng)框架以及主要的設(shè)備選型,創(chuàng)建了基于ROS仿真環(huán)境的移動(dòng)機(jī)器人模型,實(shí)現(xiàn)了分布式的軟件架構(gòu)。推導(dǎo)了麥克納姆輪移動(dòng)機(jī)器人各坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并建立了其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程。2.使用模塊化方法設(shè)計(jì)了一個(gè)以激光雷達(dá)為核心,輪式里程計(jì)為運(yùn)動(dòng)參考的移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航系統(tǒng)方案,結(jié)合地圖構(gòu)建算法和蒙特卡洛定位算法,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人在室內(nèi)場(chǎng)景的激光SLAM。通過(guò)Matlab仿真比較了定...

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展概述
        1.2.2 移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航技術(shù)概況
        1.2.3 里程計(jì)誤差校正方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容以及章節(jié)安排
第2章 移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)搭建與建模仿真
    2.1 全向移動(dòng)機(jī)器人硬件平臺(tái)
        2.1.1 移動(dòng)機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)
        2.1.2 移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境感知
    2.2 全向移動(dòng)機(jī)器人軟件平臺(tái)
        2.2.1 基于ROS的仿真環(huán)境
        2.2.2 分布式軟件架構(gòu)
    2.3 全向移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        2.3.1 移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        2.3.2 移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程
    2.4 本章小結(jié)
第3章 移動(dòng)機(jī)器人SLAM與路徑規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航系統(tǒng)
    3.2 同時(shí)定位與地圖構(gòu)建
        3.2.1 激光雷達(dá)觀測(cè)模型
        3.2.2 基于激光雷達(dá)的地圖構(gòu)建
        3.2.3 基于激光雷達(dá)的室內(nèi)定位
    3.3 路徑規(guī)劃算法研究
        3.3.1 全局路徑規(guī)劃算法
        3.3.2 局部路徑規(guī)劃算法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 移動(dòng)機(jī)器人里程計(jì)誤差校正
    4.1 里程計(jì)運(yùn)動(dòng)模型
    4.2 里程計(jì)誤差校正方法分析
        4.2.1 里程計(jì)誤差分析
        4.2.2 UMBmark校正方法
    4.3 里程計(jì)誤差校正改進(jìn)方法
        4.3.1 校正指標(biāo)設(shè)計(jì)
        4.3.2 校正方法概述
    4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    5.1 里程計(jì)誤差校正測(cè)試
        5.1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)
        5.1.2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)
    5.2 激光SLAM建圖精度測(cè)試
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.3 自主導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 不同場(chǎng)景下導(dǎo)航效果測(cè)試
        5.3.2 定位導(dǎo)航精度測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 本文工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3835017