基于激光掃描儀的移動機器人局部運動規(guī)劃研究.pdf

1、機器人的自定位、環(huán)境探測及實時運動規(guī)劃是機器人自主能力的重要內容。激光掃描儀可提供高速率、高精度的環(huán)境物體分布信息，是自主移動機器人系統必備傳感器。本課題在搭建基于Player層的實物-仿真實驗環(huán)境基礎上，研究激光掃描儀高性能測距數據的分析和處理方法，旨在挖掘激光掃描儀傳感器在強化機器人環(huán)境認知和實時運動規(guī)劃等應用方面的潛能。
　　本文首先介紹了研究課題的背景和意義，自主移動機器人研究發(fā)展現狀，并探討了激光掃描儀在機器人定位、環(huán)境

2、信息獲取和運動規(guī)劃方面的應用;詳細介紹了本課題研究的機器人移動平臺及其運動控制模型、激光掃描儀的原理及性能等硬件系統，以及基于Player Project的機器人軟件框架和多機實物-仿真實驗開發(fā)環(huán)境。
　　本文設計了一種基于激光掃描儀傳感器在線識別路標的機器人室內自定位及環(huán)境數據融合方法。該方法通過對高精度測距數據進行數據點分簇，依據點簇中數據點分布情況可在線識別并定位室內環(huán)境中的參考路標，進而建立基于路標的參考坐標系、推算機器人

3、位置和姿態(tài)數據，并融合機器人多幀測距數據繪制環(huán)境信息圖。該方法僅利用機器人自身數據在線識別和定位，不需對路標位置預先標定，較為適于機器人在未知環(huán)境下的應用。
　　針對激光掃描儀可提供其扇形范圍內障礙物分布信息特點，本文提出了一種多次膨脹分析的激光掃描儀數據分析方法。該方法通過對測距數據進行多次不同程度的障礙邊界膨脹，分析各膨脹圖特征參數并提取局部環(huán)境形狀特征，強化機器人局部環(huán)境認知及避障能力。和相關研究相比，本文分析并提取環(huán)境形狀