近年來,機器人技術(shù)快速發(fā)展,機器人產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域,逐步向生活服務(wù)領(lǐng)域擴展。機器人開始出現(xiàn)在家庭,辦公區(qū)域和其他各種公共場所,這使得機器人在未知環(huán)境下的安全導(dǎo)航成為一個關(guān)鍵問題。本文搭建了一個智能服務(wù)機器人平臺,并且根據(jù)機器人平臺的物理特性建立了機器人的仿真模型,檢驗了機器人路徑規(guī)劃算法的執(zhí)行效果。最后采用形式化方法驗證了服務(wù)機器人導(dǎo)航系統(tǒng)的安全性質(zhì),確保了機器人平臺的高可靠性。本文首先介紹了服務(wù)機器人的設(shè)計和實現(xiàn)。服務(wù)機器人系統(tǒng)基于ROS框架搭建,采用深度相機作為視覺輸入設(shè)備。軟件系統(tǒng)的設(shè)計按能力水平劃分為三個層級,分別實現(xiàn)自主避障,隨拍服務(wù)和智能交互功能,具有良好的可移植性和可擴展性。接下來,通過對復(fù)雜環(huán)境下服務(wù)機器人目標(biāo)跟隨功能進行分析,提出基于點云數(shù)據(jù)和機器人尺寸約束的動態(tài)窗局部路徑規(guī)劃方法。在DWA的基礎(chǔ)上增加了對視野內(nèi)運動區(qū)域連通性的分析,以通道寬度和自身尺寸為引導(dǎo),提高了機器人避障跟隨的能力。最后采用混成系統(tǒng)形式化驗證的方法對服務(wù)機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)進行建模和分析驗證。主要采用了抽象化的方法和微分動態(tài)邏輯,對非線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間進行抽象和分割,把機器人系統(tǒng)的安全限制條件轉(zhuǎn)...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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＿??圖２．１?ＲＯＳ節(jié)點通信示例圖??通過一個簡單的例子來對節(jié)點間的通信進行說明，如圖２．１所示，在這??個例子中我們定義一個Ｃａｍｅｒａ?Ｎｏｄｅ節(jié)點作為相機的驅(qū)動，一＂＾Ｉｍａｇｅ?Ｐｒｏ－??ｃｅｓｓｉｎｇ?Ｎｏｄｅ節(jié)點用于處理圖像數(shù)據(jù)，一個Ｉｍａｇｅ?Ｄｉｓｐｌａｙ?Ｎ....

圖２．２?Ｇａｚｅｂｏ組件結(jié)構(gòu)關(guān)系圖??

?ＧＬＵＴ??圖２．２?Ｇａｚｅｂｏ組件結(jié)構(gòu)關(guān)系圖??如圖２．２所示，服務(wù)器ｇｚｓｅｒｖｅｒ在后臺不斷運行，以命令行的方式解析描??述文件來構(gòu)成世界和生成模型。Ｇａｚｅｂｏ中的插件大部分由服務(wù)器進行加載，??部分通過指定的ｗｏｒｌｄ／ｍｏｄｅｌ文件來載入，進一步說明如下：??？世....

圖３．１服務(wù)機器人組成??

第三章服務(wù)機器人的設(shè)計與實現(xiàn)??器人的組成??示，服務(wù)機器人由硬件平臺，軟件系統(tǒng)和人工智能三部臺是機器人的實體，涉及機器人的環(huán)境感知設(shè)備，機機器人的“大腦”控制器。服務(wù)機器人的軟件系統(tǒng)是器人的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，涉及機器視覺，運動控制和人能是軟件系統(tǒng)獨立出來的分支，高級智能的實現(xiàn)依賴和....

圖３．２服務(wù)機器人總體結(jié)構(gòu)??３．２．１

服務(wù)機器人的硬件平臺總體包括感知、決策和執(zhí)行三大部分，共同完成??和外部環(huán)境的交互。本節(jié)從各部分的硬件組成入手，對服務(wù)機器人硬件平臺??進行介紹。圖３．２是服務(wù)機器人的總體結(jié)構(gòu)圖，包括控傳感器，控制系統(tǒng)和執(zhí)??行機構(gòu)。??｜??：?—Ｎ??——纖??Ｉ??丨?傳感器?；？—，??....

本文編號：3975974