發(fā)布時(shí)間：2025-05-13 05:11

　　易燃、易爆及有毒氣體的泄露時(shí)刻威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,在災(zāi)害進(jìn)一步擴(kuò)大前及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣體泄露并搜尋到氣體源在工業(yè)和生活中具有重要意義。針對(duì)氣體傳播特性帶來(lái)的研究難點(diǎn)并考慮到現(xiàn)實(shí)尋源場(chǎng)景中障礙物的普遍存在,本課題使用移動(dòng)機(jī)器人作為尋源平臺(tái),研究障礙物場(chǎng)景下基于信息熵的氣體源定位搜索方法,在實(shí)現(xiàn)搜索任務(wù)的基礎(chǔ)上基于概率密度分布同步估計(jì)氣體釋放速率、氣體衰減速率、氣體擴(kuò)散速率等氣體源相關(guān)參數(shù),幫助救援人員預(yù)測(cè)氣體擴(kuò)散狀態(tài)。本課題首先搭建了面向氣體尋源的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)軟硬件框架,規(guī)劃出完整的尋源體系。平臺(tái)搭載激光雷達(dá)通過(guò)激光SLAM算法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人定位與建圖功能,通過(guò)氣體傳感器與風(fēng)向風(fēng)速一體式傳感器為尋源算法提供數(shù)據(jù)輸入,尋源算法輸出目標(biāo)位姿并聯(lián)合導(dǎo)航模塊輸出機(jī)器人控制指令,然后基于Socket通信實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。此外,本課題提出了基于八叉樹(shù)的重復(fù)位姿檢測(cè)算法用于改進(jìn)尋源目標(biāo)函數(shù)并提高三維點(diǎn)云建圖性能。其次,研究了基于Z字形搜索的煙羽發(fā)現(xiàn)策略,該策略使機(jī)器人沿逆風(fēng)方向運(yùn)動(dòng),并保持一定的橫向運(yùn)動(dòng)距離,按照Z(yǔ)字形軌跡運(yùn)動(dòng)可以有效增加機(jī)器人與煙羽接觸的概率以提高煙羽發(fā)現(xiàn)效率。煙羽發(fā)現(xiàn)作為氣體尋源的...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-8室內(nèi)氣體環(huán)境及直覺(jué)推理氣流模型

圖1-7基于通量趨向性的化學(xué)煙羽追蹤(CPT)仿真大利亞莫納什大學(xué)GideonKowadlo等人于2004年提出了在二維體源定位算法[25]。雜亂室內(nèi)環(huán)境由于湍流混合作用，使高濃度氣源所在位置，還可能分布在角落位置，因而直接攀爬濃度梯度可過(guò)總結(jié)雜亂室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境氣流的....

圖4-2仿真環(huán)境及代價(jià)地圖

如圖4-2b)中淺藍(lán)色區(qū)域外圍的紅色和深藍(lán)色區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)膨脹代價(jià)計(jì)算公式如(4-5)所示。253exp(1.0())ostCxxkxdr(4-5)式中，k為膨脹比例因子，d為距離障礙物的距離，r為機(jī)器人內(nèi)切圓半徑。局部代價(jià)地圖所在坐標(biāo)系為機(jī)器....

圖5-10機(jī)器人實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與規(guī)劃點(diǎn)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文曲線，綠色虛線代表初值分布，即先驗(yàn)信息，兩者進(jìn)行對(duì)比可見(jiàn)初值區(qū)間選取較為合理，驗(yàn)證了5.3節(jié)中基于蒙特卡洛算法的變殘差參數(shù)確定方法的有效性。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中與圖5-6的理論運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的機(jī)器人實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5-10a)所示，每步運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)規(guī)劃點(diǎn)如圖....

圖5-19機(jī)器人實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與規(guī)劃點(diǎn)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文曲線如圖5-18所示，其中，黑色曲線代表估計(jì)出的分布曲線，綠色虛線代表初值分布，即先驗(yàn)信息。300400500600700800r0.0000.0050.0100.0150.020后驗(yàn)概率密度后驗(yàn)密度曲線初始分布-0.20.20.61....

本文編號(hào)：4045795