面向任務(wù)調(diào)度的機器人平臺自主導航應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著人工智能在2016年的飛速發(fā)展，不論是科研研究方面還是工商界中的融資規(guī)模，甚至是公眾對于人工智能時代的意識，都證明了人工智能元年的開始。在人工智能領(lǐng)域，AlphaGo與李世石的人機大戰(zhàn)，谷歌、特斯拉、百度的無人車三年商用五年推廣，京東的倉庫智能運輸車，最強大腦的人機交鋒。以上都表明人工智能的發(fā)展不僅具有傳統(tǒng)意義上的理論研究價值，而且具有巨大的工商界實際應(yīng)用價值?；诖耍绾螌⑷斯ぶ悄苓@一概念成熟穩(wěn)健又適用大眾的出現(xiàn)在人們的視野里成為

2、了目前工作的重點之一。同時，機器人平臺作為現(xiàn)今人工智能技術(shù)的集大成者出現(xiàn)在人們視野之中。面向大眾的機器人平臺理論與應(yīng)用研究也在國內(nèi)外不斷發(fā)展進行之中?；诿嫦虼蟊姷膹碗s環(huán)境與復雜任務(wù)的情況，本文設(shè)計了面向任務(wù)調(diào)度的自主導航機器人平臺，并對其關(guān)鍵技術(shù)進行相關(guān)研究。
　　本文就自主導航機器人平臺硬件與軟件及交互方式等為主要研究內(nèi)容。針對自主導航機器人平臺在復雜環(huán)境與多任務(wù)情況下所遇到的多任務(wù)處理問題、即時定位與地圖構(gòu)建（SLAM，Si

3、multaneous Localization And Mapping）問題、路徑規(guī)劃問題及人機交互方式問題進行了詳細研究。
　　針對上述問題，本文實現(xiàn)了一種面向任務(wù)調(diào)度的機器人系統(tǒng)(TSRP, TaskSchedule Robot Platform)，并針對多任務(wù)處理提出了分布式自主導航框架(ANDF，Autonomously Navigation Distributed Framework)。實現(xiàn)了一種混合粒子濾波算法(M-P

4、F, Mixture Particle Filter)，該算法解決了傳統(tǒng)粒子濾波中遇到的粒子衰減問題。對于路徑規(guī)劃問題實現(xiàn)了一種多傳感器融合導航算法(MSFN，Multi-Sensorinformation Fusion Navigation)，實現(xiàn)了在滿足三維環(huán)境導航環(huán)境下大幅降低成本。并基于安全考慮提出了一種先驗地圖的處理方案，該方案考慮到建圖時的不足與路徑規(guī)劃導航時可能遇到的危險情況，進行了規(guī)避處理。在TSRP系統(tǒng)的基礎(chǔ)上基于人機

5、交互方式的考慮，設(shè)計了一套可應(yīng)用與多種情景下的人機交互型面向任務(wù)調(diào)度的自主導航機器人應(yīng)用平臺(TSRP-HCI，Task Schedule Robot Platform Human Computer Interaction).
　　本文使用TSRP-HCI機器人平臺，針對特定室內(nèi)巡航場景對本文提出的各種方法進行了測試，測試結(jié)果表明本文提出的面向任務(wù)調(diào)度的自主導航機器人平臺在定位精度、導航安全、算法效率與人機交互方式上優(yōu)勢，同時具有