密集人群環(huán)境中安全、高效地導(dǎo)航是機(jī)器人在機(jī)場航站樓等場景中應(yīng)用需解決的關(guān)鍵問題,其難點(diǎn)在于適應(yīng)環(huán)境的廣闊與復(fù)雜性和行人行為的不確定性,由此帶來的可通行路徑的多變性和適應(yīng)性導(dǎo)航的快捷性與有效性。針對(duì)目前的航站樓服務(wù)機(jī)器人無法在載運(yùn)旅客與行李的同時(shí)進(jìn)行有效導(dǎo)航,研究、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一種具有航站樓服務(wù)機(jī)器人適應(yīng)性的導(dǎo)航方法,主要完成了航站樓機(jī)器人硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì),重點(diǎn)開展了航站樓機(jī)器人適應(yīng)性通行策略的研究,并提出基于適應(yīng)性通行策略的導(dǎo)航方法。首先,對(duì)航站樓服務(wù)機(jī)器人適應(yīng)性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。針對(duì)航站樓環(huán)境廣闊、場景復(fù)雜、旅客流動(dòng)性大,采用雙輪差速與多傳感器融合設(shè)計(jì)機(jī)器人硬件系統(tǒng);針對(duì)機(jī)器人運(yùn)行中需與旅客進(jìn)行交互,采用ROS系統(tǒng)搭建了可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)載旅客與行李、符合航站樓安全運(yùn)行的機(jī)器人軟件系統(tǒng)。其次,提出了基于可拓路徑的適應(yīng)性通行策略。根據(jù)航站樓環(huán)境存在大量旅客,借鑒人群中通行和避讓的社會(huì)力模型,提出路徑可拓觀點(diǎn)和密集人群環(huán)境通行策略。構(gòu)建可拓路徑模型,分析行人與機(jī)器人的時(shí)空關(guān)系,提取帶有路徑通過概率和可信度的可拓路徑;提出了距離凸包可拓路徑集選取方法,并采用廣度優(yōu)先搜索法建立可拓路徑... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

航站

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文15最大直線速度maxv：2ms最大旋轉(zhuǎn)速度：1.57rads最大加速度maxa：0.52ms雙輪最大加速度差a：0.252ms重量m：60kg最大負(fù)載maxM：140kg尺寸（長寬高）：8008001000mm驅(qū)動(dòng)輪半徑R：133mm（8寸輪）設(shè)計(jì)硬件架構(gòu)如圖2-3，整體結(jié)構(gòu)概念為圖2-4，電機(jī)1電機(jī)2驅(qū)動(dòng)器1驅(qū)動(dòng)器2工控機(jī)激光雷達(dá)深度相機(jī)+IMU電池DCDC庫侖計(jì)RS232USBRS232USBRS232圖2-3硬件系統(tǒng)框架圖圖2-4機(jī)器人概念圖根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算所需電機(jī)參數(shù)。由于機(jī)器人位于室內(nèi)，且速度較慢，故忽略空氣阻力，因此機(jī)器人總體阻礙力tF可表示為：tfraFFFF(2.10)

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文16式中，fF為地面摩擦阻力，rF為爬坡阻力，aF為加速度阻力。經(jīng)過計(jì)算估計(jì)，機(jī)器人最大阻力max77tFN。單個(gè)電機(jī)功率：max772154tPFvW(2.11)轉(zhuǎn)速：max60602144/min223.140.133vnrR(2.12)考慮電機(jī)效率及機(jī)械損耗0.75，實(shí)際電機(jī)輸出功率：1542060.75RPPW(2.13)根據(jù)相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)，選用合適的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對(duì)機(jī)器人硬件系統(tǒng)進(jìn)行搭建。其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)參數(shù)為表2.1，機(jī)器人硬件系統(tǒng)實(shí)物為圖2-5。表2.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)參數(shù)表電壓24v-48v電流5A-15A承載重量≤100KG功率150-300W轉(zhuǎn)速300-1200RPM效率≥83%圖2-5硬件系統(tǒng)實(shí)物圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于激光雷達(dá)的機(jī)器人定位信息處理技術(shù)研究[J]. 梁林勛,楊俊杰,樓志斌.  自動(dòng)化與儀器儀表. 2020(01)
[2]改進(jìn)的ORB特征匹配算法[J]. 楊炳坤,程樹英,鄭茜穎.  傳感器與微系統(tǒng). 2020(02)
[3]掃地機(jī)器人增強(qiáng)位姿融合的Cartographer算法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[J]. 張亮,劉智宇,曹晶瑛,沈沛意,蔣得志,梅林,朱光明,苗啟廣.  軟件學(xué)報(bào). 2020(09)
[4]基于ORB檢測的特征匹配優(yōu)化算法[J]. 楊溪遠(yuǎn),陳斌.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(S2)
[5]陸用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 王洪先.  光學(xué)與光電技術(shù). 2019(06)
[6]基于ORB特征的視覺里程計(jì)算法優(yōu)化[J]. 林付春,劉宇紅,周進(jìn)凡,馬治楠,何倩倩,王曼曼,張榮芬.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(21)
[7]基于ISRCDKF的移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與建圖研究[J]. 齊詠生,孫作慧,李永亭,劉利強(qiáng).  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2019(11)
[8]基于仿生算法改進(jìn)粒子濾波的SLAM算法精度預(yù)測[J]. 崔昊楊,張宇,周坤,胡豐曄,許永鵬.  控制與決策. 2021(01)
[9]民用機(jī)場行李系統(tǒng)與RFID技術(shù)應(yīng)用的研究探討[J]. 謝競.  空運(yùn)商務(wù). 2019(07)
[10]“四型機(jī)場”協(xié)同一體化建設(shè)研究[J]. 王欣.  智能建筑. 2019(03)

博士論文
[1]基于視覺注意機(jī)制的服務(wù)機(jī)器人深度感知方法研究[D]. 徐濤.北京工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于立體視覺的環(huán)境構(gòu)建及機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 周自維.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于多傳感器的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境感知關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 何富君.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3481144