本文關(guān)鍵詞：移動機(jī)器人路徑規(guī)劃與二維地圖構(gòu)建研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：移動機(jī)器人技術(shù)涉及機(jī)械、電子技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)、控制等眾多學(xué)科領(lǐng)域,伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,移動機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于工業(yè)、交通運(yùn)輸、服務(wù)業(yè)、醫(yī)療康復(fù)、國防以及航空航天等諸多領(lǐng)域。本課題旨在移動機(jī)器人路徑規(guī)劃和室內(nèi)環(huán)境下二維地圖構(gòu)建的應(yīng)用研究。同時,對于Dr Robot X80Pro無線智能機(jī)器人實驗平臺,在VS編程環(huán)境下,基于C#編程語言設(shè)計開發(fā)其控制界面。本文基于里程計采用差分控制算法實現(xiàn)移動機(jī)器人定位,能夠在任意時刻獲取自身的位置與方向,并且成功應(yīng)用于Dr Robot X80Pro無線智能機(jī)器人實驗平臺。移動機(jī)器人路徑規(guī)劃是指在有障礙物環(huán)境中動態(tài)規(guī)劃出一條從起始位置到達(dá)目標(biāo)位置的安全、較優(yōu)的路徑。本文對傳統(tǒng)人工勢場法存在的問題進(jìn)行了分析,并且對于引入距離因子后進(jìn)行MATLAB仿真實驗,結(jié)果表明此算法未能完全解決存在的局部極小點問題。在上述算法的基礎(chǔ)上,通過修改斥力方向,使得移動機(jī)器人在未到達(dá)目標(biāo)位置前,不可能出現(xiàn)所受合力為零而造成的局部極小點問題。進(jìn)行MATLAB仿真實驗,算法有效,將此算法應(yīng)用于Dr Robot X80Pro無線智能機(jī)器人平臺,實驗結(jié)果表明路徑規(guī)劃成功。室內(nèi)環(huán)境下基于激光測距儀二維環(huán)境地圖的實時構(gòu)建算法包括掃描數(shù)據(jù)分割和激光數(shù)據(jù)點集匹配兩部分。采用基于激光數(shù)據(jù)點之間歐式距離的劃分方法,選擇正確的閾值進(jìn)行掃描數(shù)據(jù)分割,提取有用的數(shù)據(jù)信息,刪除外界環(huán)境干擾信息。激光數(shù)據(jù)點集匹配是對相鄰時刻兩組激光數(shù)據(jù)點集中的對應(yīng)點對進(jìn)行搜索和變換參數(shù)的求解,利用變換參數(shù)對相鄰時刻兩組激光數(shù)據(jù)點集進(jìn)行匹配,使得兩組數(shù)據(jù)點集中公共部分能夠大致重合。將此算法應(yīng)用于Dr Robot X80Pro無線智能機(jī)器人平臺,進(jìn)行室內(nèi)二維地圖實時構(gòu)建,實驗結(jié)果表明機(jī)器人能夠準(zhǔn)確、有效地完成地圖構(gòu)建任務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：移動機(jī)器人 定位 路徑規(guī)劃 數(shù)據(jù)匹配 地圖構(gòu)建
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 移動機(jī)器人技術(shù)的研究方向10-13
• 1.2.1 移動機(jī)器人導(dǎo)航10-11
• 1.2.2 移動機(jī)器人定位11-12
• 1.2.3 移動機(jī)器人路徑規(guī)劃12
• 1.2.4 移動機(jī)器人地圖構(gòu)建12-13
• 1.3 移動機(jī)器人技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 國際移動機(jī)器人的發(fā)展13-14
• 1.3.2 國內(nèi)移動機(jī)器人的發(fā)展14-16
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排16-17
• 第2章 Dr Robot X80Pro無線智能機(jī)器人實驗平臺及定位研究17-26
• 2.1 Dr Robot X80Pro無線智能機(jī)器人實驗平臺17-21
• 2.1.1 Dr Robot X80Pro硬件結(jié)構(gòu)17-19
• 2.1.2 Dr Robot X80Pro無線智能機(jī)器人主要芯片組件19-20
• 2.1.3 Dr Robot X80Pro無線連接及界面設(shè)計20-21
• 2.2 移動機(jī)器人定位21-25
• 2.2.1 里程計工作原理22-25
• 2.3 小結(jié)25-26
• 第3章 基于人工勢場法的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃26-44
• 3.1 引言26-27
• 3.2 傳統(tǒng)人工勢場法27-29
• 3.3 傳統(tǒng)人工勢場法優(yōu)缺點29-30
• 3.4 改進(jìn)人工勢場法一30-33
• 3.4.1 改進(jìn)原因及方法30-32
• 3.4.2 受力分析32-33
• 3.5 仿真實例33-34
• 3.6 改進(jìn)人工勢場法二34-40
• 3.7 Dr Robot X80Pro無線智能機(jī)器人實驗40-43
• 3.8 小結(jié)43-44
• 第4章 基于激光測距儀的移動機(jī)器人地圖構(gòu)建44-64
• 4.1 柵格法44-45
• 4.2 激光測距儀環(huán)境感知的原理45-47
• 4.3 環(huán)境建圖的原理47-49
• 4.4 激光數(shù)據(jù)點集掃描匹配研究49-63
• 4.4.1 掃描數(shù)據(jù)分割49-54
• 4.4.2 激光數(shù)據(jù)點集匹配54-63
• 4.5 小結(jié)63-64
• 第5章 結(jié)論64-67
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：438351