移動機(jī)器人地圖創(chuàng)建與路徑規(guī)劃.pdf

1、提高機(jī)器人智能化技術(shù)是目前研究機(jī)器人的重要課題。本文以提高機(jī)器人智能水平為背景，就機(jī)器人在未知環(huán)境下的地圖創(chuàng)建及路徑規(guī)劃問題進(jìn)行了研究。在未知環(huán)境中，機(jī)器人不能提前感知它周圍的信息，因此機(jī)器人在未知環(huán)境中會失去方向與目標(biāo)，很難做出正確的路徑規(guī)劃并執(zhí)行下一步動作。為提高機(jī)器人的工作效率與智能水平，從而快速高效地達(dá)到目標(biāo)，就必須對環(huán)境建立準(zhǔn)確并便于機(jī)器人理解的地圖，這是本文研究的第一個問題，即地圖創(chuàng)建問題。在機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)過程中，如何以最少

2、的時間、最小的代價到達(dá)目標(biāo)，是本文研究的第二個問題，即機(jī)器人的路徑規(guī)劃問題。
　　 本文主要研究內(nèi)容如下。
　　 (1)建立了五輪式移動機(jī)器人的運動學(xué)模型，分析機(jī)器人在空間的位置表示以及坐標(biāo)變換。同時建立機(jī)器人的傳感器模型并進(jìn)行相應(yīng)的性能分析。移動機(jī)器人傳感器系統(tǒng)包括激光傳感器、紅外傳感器、防碰撞傳感器、陀螺儀、光電編碼器等。這些模型的建立提供了研究機(jī)器人地圖創(chuàng)建與路徑規(guī)劃的平臺。
　　 (2)研究了一種局部到全

3、局的地圖融合技術(shù)。采用SICK公司生產(chǎn)的LMS100激光傳感器獲取環(huán)境深度信息，通過聚類分割、線段擬合獲得室內(nèi)環(huán)境特征直線，從而得到局部地圖，然后將局部地圖融合匹配成全局地圖，最終獲得整個室內(nèi)環(huán)境地圖信息。實驗表明，該算法能有效繪制機(jī)器人所需的全局地圖。將獲得的地圖信息，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法實現(xiàn)機(jī)器人定位，并進(jìn)行仿真實驗。
　　 (3)研究了一種基于多傳感器信息融合的路徑規(guī)劃算法。機(jī)器人自身攜帶了各種傳感器，利用信息融合算法進(jìn)