移動(dòng)機(jī)器人的同時(shí)定位和地圖構(gòu)建子系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、在機(jī)器人研究領(lǐng)域中，機(jī)器人的自主移動(dòng)是一個(gè)重要的研究分支，要實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)，機(jī)器人需要能夠理解感知環(huán)境并且實(shí)現(xiàn)自定位，也就是具備同時(shí)定位與地圖構(gòu)建的能力。然而，機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)定位需要有準(zhǔn)確的環(huán)境地圖，環(huán)境地圖又離不開準(zhǔn)確的定位，這個(gè)過程相互關(guān)聯(lián)但又矛盾，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主移動(dòng)，必須將同時(shí)定位與地圖構(gòu)建當(dāng)作一個(gè)問題來解決。本文主要對移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖構(gòu)建的相關(guān)技術(shù)展開研究，主要工作包括：
　　本文對機(jī)器人的導(dǎo)航系統(tǒng)建立模型，通過移

2、動(dòng)機(jī)器人攜帶的里程計(jì)來確定機(jī)器人的位姿信息。但是在實(shí)際情況中，由于機(jī)器人輪子打滑等原因?qū)е吕锍逃?jì)的誤差累計(jì)，定位和地圖構(gòu)建效果會隨著航線的增長而變差。為了提高定位和地圖構(gòu)建的精度，本文引入了一種結(jié)合里程計(jì)和參考路標(biāo)進(jìn)行同時(shí)定位和地圖構(gòu)建方法：機(jī)器人利用安裝的攝像頭來識別路標(biāo)，在檢測到新路標(biāo)時(shí)，將該路標(biāo)加入路標(biāo)特征地圖中；若該路標(biāo)已經(jīng)存在于路標(biāo)特征地圖中，則由觀測到的路標(biāo)與機(jī)器人的相對位置，并融合里程計(jì)給出的定位數(shù)據(jù)來修正機(jī)器人的定位信息

3、和更新路標(biāo)特征地圖。這種結(jié)合多種傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的方式的關(guān)鍵問題就是數(shù)據(jù)融合問題。針對該系統(tǒng)的特征，本文選用了EKF算法實(shí)現(xiàn)，并給出了EKF-SLAM實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)過程和進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果證明了EKF-SLAM的有效性。
　　由于路標(biāo)特征地圖在機(jī)器人路徑規(guī)劃上存在較大的局限性，而柵格地圖有容易創(chuàng)建維護(hù)和路徑規(guī)劃的優(yōu)點(diǎn)，最后本文介紹了在EKF-SLAM精準(zhǔn)定位的基礎(chǔ)上如何創(chuàng)建概率型柵格地圖的方法，引入了貝葉斯法則思想來解決多個(gè)