室內(nèi)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人地圖構(gòu)建技術(shù)的研究.pdf

1、隨著智能控制技術(shù)、信息和傳感網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,智能移動(dòng)機(jī)器人在人們的生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越廣泛。目前,移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)能夠應(yīng)用到導(dǎo)游、軍事偵查、未知區(qū)域探索、危險(xiǎn)環(huán)境下自主作業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。本文以移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航和同時(shí)定位與建圖技術(shù)作為研究背景,面向?qū)嶋H應(yīng)用,以Pioneer3-DX機(jī)器人為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用里程計(jì)、聲納作為主要傳感器,展開了針對(duì)室內(nèi)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人地圖構(gòu)建技術(shù)的研究。其主要內(nèi)容與成果概括如下:
　　 (1)針

2、對(duì)移動(dòng)機(jī)器人在固定路徑下的環(huán)境建圖問題,提出了一種實(shí)用的基于概率柵格的建圖方案。根據(jù)聲納的傳感器特點(diǎn),為其建立了特有的概率模型,并在此基礎(chǔ)上,將Bayes定理引入到地圖創(chuàng)建問題中,用其對(duì)傳感器信息進(jìn)行融合,最終實(shí)現(xiàn)地圖的創(chuàng)建和更新。
　　 (2)開展了基于幾何特征的移動(dòng)機(jī)器人主動(dòng)SLAM問題的研究,設(shè)計(jì)了一種基于模型預(yù)測控制的移動(dòng)機(jī)器入主動(dòng)同時(shí)定位和建圖方法,利用聲納傳感器和光電編碼器作為系統(tǒng)的觀測工具,采用幾何點(diǎn)特征描述工作環(huán)

3、境,運(yùn)用擴(kuò)展卡爾曼濾波進(jìn)行信息處理；同時(shí),設(shè)計(jì)了一種基于模型預(yù)測控制的軌跡規(guī)劃算法,將常規(guī)的EKF-SLAM擴(kuò)展成主動(dòng)SLAW模式,使機(jī)器人能夠自主規(guī)劃路徑,以完成定位與建圖任務(wù)。
　　 (3)針對(duì)機(jī)器人在未知環(huán)境中的主動(dòng)探索與建圖問題,提出了一種基于柵格地圖和人工勢場路徑規(guī)劃策略的地圖構(gòu)建方法,設(shè)置了基于柵格地圖的建圖評(píng)價(jià)模型,來判斷機(jī)器人的工作狀態(tài)以及根據(jù)系統(tǒng)信息為機(jī)器人設(shè)定導(dǎo)航目標(biāo)點(diǎn),在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于人工勢場法的