基于激光測距儀的移動機(jī)器人同時定位與地圖構(gòu)建研究.pdf

1、機(jī)器人是智能時代的典型產(chǎn)物，而移動機(jī)器人是各智能機(jī)器人中最具代表性的。進(jìn)入21世紀(jì)以后，機(jī)器人對人類的作用更加突出，且隨著技術(shù)的發(fā)展，人類對移動機(jī)器人的要求不斷提高，但最終目的是使移動機(jī)器人實(shí)現(xiàn)真正的自主化、智能化。在移動機(jī)器人完成既定任務(wù)時，環(huán)境地圖信息一般是已知的。當(dāng)?shù)貓D未知時，移動機(jī)器人的運(yùn)動需要周圍環(huán)境信息，所以需要繪制地圖，而繪制地圖時則需要移動機(jī)器人的精確位置信息，故移動機(jī)器人地圖信息和位置信息是互為前提的。移動機(jī)器人同時定

2、位與地圖構(gòu)建（Simultaneous Localization and Mapping，SLAM），是通過攜帶特定傳感器的移動機(jī)器人，在移動過程中，對未知環(huán)境進(jìn)行探測并獲取外部信息，從而實(shí)現(xiàn)在環(huán)境信息和位置信息部分已知或者完全未知情況下對移動機(jī)器人進(jìn)行定位和繪制增量式地圖的過程。本文研究使用移動機(jī)器人為Drrobot公司生產(chǎn)的X80Pro無線智能移動機(jī)器人開發(fā)平臺，移動機(jī)器人攜帶了一些感測模塊，研究需要，我們在移動機(jī)器人上添加了北陽公

3、司的URG-04LX激光測距儀，用于移動機(jī)器人定位及環(huán)境特征探測。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對擴(kuò)展卡爾曼濾波算法及粒子濾波算法進(jìn)行推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證后，在機(jī)器人操作系統(tǒng)平臺上實(shí)現(xiàn)了移動機(jī)器人同時定位與地圖構(gòu)建。⑵定義了移動機(jī)器人坐標(biāo)系統(tǒng)，并且建立了移動機(jī)器人的運(yùn)動模型和傳感器的觀測模型。后期的局部地圖構(gòu)建、移動機(jī)器人定位、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和全局地圖的構(gòu)建都是在此坐標(biāo)系中進(jìn)行。⑶討論了兩種移動機(jī)器人同時定位與地圖構(gòu)建方法，并根據(jù)研究需要，在M