面向室內復雜環(huán)境的同步定位與地圖創(chuàng)建系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著移動機器人技術的迅速發(fā)展，自主移動機器人具有環(huán)境信息感知能力、行為控制與動態(tài)決策能力以及人機交互能力等功能特點。移動機器人的自主性問題研究分為移動機器人自主定位、環(huán)境地圖創(chuàng)建更新以及移動機器人的路徑規(guī)劃等任務。在沒有精確的全局導航定位信息情況下，同步定位與地圖創(chuàng)建問題是實現(xiàn)移動機器人自主化的關鍵技術。
　　本文的主要研究工作在國家自然科學基金“基于SEM室內非結構環(huán)境中的SLAM問題研究”項目支持下，針對室內復雜非結構環(huán)境中障

2、礙物形狀不規(guī)整的特點以及廢墟搜救可變形機器人的運動特性，實現(xiàn)可變形機器人在全局環(huán)境信息地圖中的自主定位和環(huán)境信息地圖在線創(chuàng)建更新。
　　針對同步定位與地圖創(chuàng)建系統(tǒng)功能需求分析，提出系統(tǒng)功能模塊化結構方式，進行環(huán)境信息獲取子系統(tǒng)、機器人狀態(tài)信息獲取子系統(tǒng)、定位和地圖在線更新子系統(tǒng)的結構設計與實現(xiàn)。環(huán)境信息獲取子系統(tǒng)通過嵌入式處理器對激光掃描測距傳感器采集的環(huán)境信息原始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和處理，解析為環(huán)境中障礙物的相對距離信息數(shù)據(jù);機器

3、人狀態(tài)信息獲取子系統(tǒng)通過可變形機器人當前時刻的位姿信息數(shù)據(jù)以及在采樣時間內移動的相對距離信息數(shù)據(jù)和轉過的航位偏向角信息數(shù)據(jù)進行下一時刻位姿信息數(shù)據(jù)的預測;定位和地圖在線更新子系統(tǒng)通過可變形機器人的位姿信息數(shù)據(jù)進行機器人的自主定位，采用擴展卡爾曼濾波算法原理實現(xiàn)環(huán)境信息地圖在線創(chuàng)建和更新。
　　在室內復雜非結構環(huán)境中進行實驗，驗證可變形機器人的同步定位與地圖創(chuàng)建系統(tǒng)的環(huán)境信息地圖在線更新能力和閉環(huán)矯正能力，從而證明同步定位與地圖創(chuàng)建