基于激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人定位方法研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人自定位是根據(jù)各種信息判斷與環(huán)境的相對(duì)位置和自身姿態(tài)，主要包括絕對(duì)定位和相對(duì)定位兩部分，是機(jī)器人自主導(dǎo)航領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。本文主要研究了移動(dòng)機(jī)器人的自定位問題。首先本文分析研究了相關(guān)移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上自主開發(fā)了基于激光雷達(dá)的AGV平臺(tái)，建立了移動(dòng)機(jī)器人的坐標(biāo)系模型、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型、傳感器模型等，并分析和比較了移動(dòng)機(jī)器人定位過程中的常用方法。
　　本研究針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人絕對(duì)定位問題，提出了一種基于Markov的

2、移動(dòng)機(jī)器人全局定位方法。該方法分為時(shí)間更新和觀測(cè)更新兩個(gè)階段。在時(shí)間更新階段，為了實(shí)現(xiàn)信度圖像的非整數(shù)倍柵格平移，提出了一種基于頻域處理的時(shí)間更新方法，以得到移動(dòng)機(jī)器人位姿狀態(tài)信度的初步估計(jì)；在觀測(cè)更新階段，為了實(shí)現(xiàn)無數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的似然計(jì)算，提出一種基于高斯核平滑的觀測(cè)更新方法，估計(jì)出最終移動(dòng)機(jī)器人的位姿狀態(tài)信度。最后，在Matlab平臺(tái)下設(shè)計(jì)多個(gè)仿真實(shí)例來進(jìn)行驗(yàn)證所提出的基于Markov全局定位方法的有效性。針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人相對(duì)定位問題提出

3、了一種移動(dòng)機(jī)器人位姿跟蹤方法，這是一種點(diǎn)-點(diǎn)對(duì)應(yīng)式激光掃描匹配方法。首先，獲取機(jī)器人連續(xù)不同時(shí)刻下的環(huán)境信息，將前一狀態(tài)時(shí)刻作為參考掃描，后一狀態(tài)時(shí)刻作為當(dāng)前掃描，建立了相關(guān)定位參數(shù)數(shù)學(xué)模型；其次，連續(xù)使用三次1D Fourier-Mellin得到所需要的旋轉(zhuǎn)和平移增量；最后，在Matlab平臺(tái)進(jìn)行了多個(gè)仿真分析，并在實(shí)際環(huán)境下完成了大量位姿跟蹤實(shí)驗(yàn)，通過與其他方法的對(duì)比分析，突出了本文方法在定位精度和計(jì)算復(fù)雜度上的優(yōu)越性，以及對(duì)復(fù)雜環(huán)