基于姿態(tài)圖的室內(nèi)環(huán)境地圖構(gòu)建及地點識別方法研究.pdf

1、自主移動機器人已經(jīng)成為我國機器人技術(shù)發(fā)展的重要方向，尤其是目前老齡化的現(xiàn)況，服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展的時代。
　　室內(nèi)服務(wù)機器人技術(shù)包含很多方面。其中，室內(nèi)服務(wù)機器人的定位、導(dǎo)航以及交互等關(guān)鍵技術(shù)的穩(wěn)定性和安全性問題長期成為助老服務(wù)機器人的發(fā)展瓶頸?？紤]服務(wù)機器人在室內(nèi)工作的長期性問題，本文在定位與地圖構(gòu)建以及室內(nèi)局部環(huán)境識別等方面對服務(wù)機器人技術(shù)進行研究。
　　以服務(wù)移動機器人樣機為研究對象，該機器人底盤采用差分驅(qū)動方

2、式，配備激光測距傳感器。建立該移動機器人系統(tǒng)模型，包括差動驅(qū)動模型、里程計模型、激光傳感器觀測模型，為地圖構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。
　　服務(wù)機器人長期與環(huán)境交互，為解決機器人長期建圖的地圖適應(yīng)性問題，采用基于姿態(tài)圖的SLAM（同時定位與地圖構(gòu)建）方法進行地圖構(gòu)建。由貝葉斯信度網(wǎng)絡(luò)來描述機器人SLAM問題，利用稀疏矩陣的分解與更新進行機器人位姿與環(huán)境路標(biāo)的求解，將矩陣與圖模型相結(jié)合，表示變量消元算法，以最大似然方法進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，利用馬氏距離來

3、代替歐式距離來描述機器人位姿與路標(biāo)之間的不確定性。
　　基于室內(nèi)的結(jié)構(gòu)化環(huán)境，本文提出地點識別解決方法，用以解決“機器人綁架”和拓撲信息獲取問題。本文提出了基于一種激光傳感器數(shù)據(jù)方向方差分布的SVM走廊環(huán)境識別算法。在對掃描數(shù)據(jù)進行預(yù)處理之后，利用包含環(huán)境信息的19維方向向量通過SVM進行訓(xùn)練，實現(xiàn)走廊環(huán)境識別。
　　對于室內(nèi)房間與房間之間的環(huán)境識別，本文提出了基于最優(yōu)路徑的識別方法，通過在所有房間內(nèi)設(shè)置樣本點，計算與設(shè)置樣