移動(dòng)機(jī)器人的定位與地圖構(gòu)建研究.pdf

1、機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化的最基本要求是具備導(dǎo)航的能力。而定位與地圖構(gòu)建的問題又是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航功能的基礎(chǔ),對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人定位與地圖構(gòu)建的研究,具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。它不僅可以使移動(dòng)機(jī)器人在各種復(fù)雜的、未知的、非結(jié)構(gòu)化的工作環(huán)境中得到更廣泛、更實(shí)際的應(yīng)用,而且可以促進(jìn)機(jī)器人技術(shù)所涉及的各個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域的發(fā)展,為這些學(xué)科領(lǐng)域的不斷進(jìn)步提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本課題旨在確定一個(gè)系統(tǒng)的研究方案,通過多傳感器獲取的信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息和機(jī)器

2、人自身空間位置、方向的探測,結(jié)合所采集到的各種信息實(shí)現(xiàn)有效的定位和建立完備可信的地圖。
　　為了簡化課題研究的問題,將移動(dòng)機(jī)器人的定位與地圖構(gòu)建分為定位和地圖構(gòu)建兩個(gè)方面分別研究,在實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人定位的同時(shí)進(jìn)行地圖構(gòu)建。通過對(duì)目前國內(nèi)外的移動(dòng)機(jī)器人定位與地圖構(gòu)建問題的研究方法和研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)以及各種定位和地圖構(gòu)建的方法進(jìn)行比較分析,針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人在某些工作環(huán)境中沒有任何先驗(yàn)地圖信息和已知坐標(biāo)的路標(biāo)可以作為參照,同時(shí)又無法實(shí)現(xiàn)GP

3、S定位的問題,確定了基于航跡推算法進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人的相對(duì)定位和基于置信柵格法進(jìn)行地圖構(gòu)建的總體設(shè)計(jì)方案,完成了移動(dòng)機(jī)器人的軟硬件設(shè)計(jì),建立了基于里程計(jì)和角度傳感器的移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型和基于超聲波測距傳感器的移動(dòng)機(jī)器人的觀測模型。其中,硬件部分包括 MCU微控制器模塊、方向角采集模塊、避障傳感器模塊、距離采集模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、里程采集模塊、通信模塊和上位機(jī);軟件部分包括機(jī)器人避障、機(jī)器人的定位、地圖構(gòu)建、通信顯示等算法。
　　根據(jù)實(shí)