基于姿態(tài)圖的室內環(huán)境地圖構建及地點識別方法研究.pdf

1、自主移動機器人已經成為我國機器人技術發(fā)展的重要方向，尤其是目前老齡化的現(xiàn)況，服務機器人產業(yè)將迎來快速發(fā)展的時代。
　　室內服務機器人技術包含很多方面。其中，室內服務機器人的定位、導航以及交互等關鍵技術的穩(wěn)定性和安全性問題長期成為助老服務機器人的發(fā)展瓶頸。考慮服務機器人在室內工作的長期性問題，本文在定位與地圖構建以及室內局部環(huán)境識別等方面對服務機器人技術進行研究。
　　以服務移動機器人樣機為研究對象，該機器人底盤采用差分驅動方

2、式，配備激光測距傳感器。建立該移動機器人系統(tǒng)模型，包括差動驅動模型、里程計模型、激光傳感器觀測模型，為地圖構建奠定基礎。
　　服務機器人長期與環(huán)境交互，為解決機器人長期建圖的地圖適應性問題，采用基于姿態(tài)圖的SLAM（同時定位與地圖構建）方法進行地圖構建。由貝葉斯信度網絡來描述機器人SLAM問題，利用稀疏矩陣的分解與更新進行機器人位姿與環(huán)境路標的求解，將矩陣與圖模型相結合，表示變量消元算法，以最大似然方法進行數(shù)據(jù)關聯(lián)，利用馬氏距離來

3、代替歐式距離來描述機器人位姿與路標之間的不確定性。
　　基于室內的結構化環(huán)境，本文提出地點識別解決方法，用以解決“機器人綁架”和拓撲信息獲取問題。本文提出了基于一種激光傳感器數(shù)據(jù)方向方差分布的SVM走廊環(huán)境識別算法。在對掃描數(shù)據(jù)進行預處理之后，利用包含環(huán)境信息的19維方向向量通過SVM進行訓練，實現(xiàn)走廊環(huán)境識別。
　　對于室內房間與房間之間的環(huán)境識別，本文提出了基于最優(yōu)路徑的識別方法，通過在所有房間內設置樣本點，計算與設置樣