基于多傳感器信息融合的家用移動(dòng)機(jī)器人SLAM系統(tǒng)的研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)融合了運(yùn)動(dòng)控制、圖像處理、信息融合、路徑規(guī)劃、無線通信等技術(shù)，其中，Simultaneous Localization and Mapping(同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建，簡(jiǎn)稱SLAM)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航的關(guān)鍵。多傳感器信息融合的移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)應(yīng)用多個(gè)傳感器信息解決機(jī)器人避障系統(tǒng)的非線性和不確定性問題，對(duì)提高機(jī)器人的避障和導(dǎo)航的精度具有重要意義。本文通過融合超聲波傳感器、CCD視覺傳感器所采集的環(huán)境信息，采用基于

2、擴(kuò)展卡爾曼濾波的多傳感器信息融合算法，結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)自帶的光電編碼器，實(shí)現(xiàn)了基于模糊PID的直流電機(jī)閉環(huán)控制。用高性能的S3C6410 ARM11處理器作為核心代替了PC機(jī)降低了功耗和成本，增強(qiáng)了可移動(dòng)性，實(shí)際情況比較令人滿意。本文的主要工作與取得的研究成果體現(xiàn)在如下方面:
　　 1.介紹了國內(nèi)外移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航研究狀況和成果，比較了兩種主流SLAM算法。
　　 2.研制了一種基于ARM11為硬件基礎(chǔ)的多傳感器融合系統(tǒng)。該系

3、統(tǒng)由ARM控制6個(gè)超聲傳感器并完成測(cè)距信息的處理，采集圖像并進(jìn)行了圖像處理。
　　 3.完成了包括Linux系統(tǒng)移植并開發(fā)了基于嵌入式Linux的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)。
　　 4.最后，對(duì)本文采用的EKF-SLAM算法進(jìn)行了Matlab下的仿真和實(shí)驗(yàn)分析。
　　 仿真和實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)可以在嵌入式Linux系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)多傳感器信息融合、避障算法和路徑規(guī)劃。實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人的實(shí)時(shí)性好、精確度高和魯棒性強(qiáng)的避障和導(dǎo)航功能。能夠