室內(nèi)環(huán)境下移動機器人地圖構(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)絡以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,智能移動機器人在人們的生產(chǎn)生活中的應用越來越廣泛。目前,移動機器人已經(jīng)能夠應用到導游、軍事偵查、未知區(qū)域探索、危險環(huán)境下自主作業(yè)等各個領(lǐng)域。本文以移動機器人導航和同時定位與建圖技術(shù)作為研究背景,面向?qū)嶋H應用,以Pioneer3-DX機器人為實驗平臺,利用里程計、聲納作為主要傳感器,展開了針對室內(nèi)環(huán)境下移動機器人地圖構(gòu)建技術(shù)的研究。其主要內(nèi)容與成果概括如下:
　　 (1)針

2、對移動機器人在固定路徑下的環(huán)境建圖問題,提出了一種實用的基于概率柵格的建圖方案。根據(jù)聲納的傳感器特點,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,用其對傳感器信息進行融合,最終實現(xiàn)地圖的創(chuàng)建和更新。
　　 (2)開展了基于幾何特征的移動機器人主動SLAM問題的研究,設計了一種基于模型預測控制的移動機器入主動同時定位和建圖方法,利用聲納傳感器和光電編碼器作為系統(tǒng)的觀測工具,采用幾何點特征描述工作環(huán)

3、境,運用擴展卡爾曼濾波進行信息處理；同時,設計了一種基于模型預測控制的軌跡規(guī)劃算法,將常規(guī)的EKF-SLAM擴展成主動SLAW模式,使機器人能夠自主規(guī)劃路徑,以完成定位與建圖任務。
　　 (3)針對機器人在未知環(huán)境中的主動探索與建圖問題,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,設置了基于柵格地圖的建圖評價模型,來判斷機器人的工作狀態(tài)以及根據(jù)系統(tǒng)信息為機器人設定導航目標點,在此基礎(chǔ)上,設計了一種基于人工勢場法的