基于激光測距儀的移動機器人室外定位與避障方法研究.pdf

1、隨著智能移動機器人應用領域的不斷擴大，機器人被期望在更加復雜、多變，甚至未知的室外環(huán)境中作業(yè)，而如何在這樣的環(huán)境中實現(xiàn)可靠、精確定位和有效實時避障，成為了機器人進行導航作業(yè)首要解決的問題。目前，概率法是機器人定位研究領域的熱點，但常規(guī)概率定位方法卻難以解決機器人綁架等未建模問題；實時、可靠是機器人良好避障行為所必須具備的，但現(xiàn)有避障方法多存在局部最小、誤判等問題。
　　本文以變電站巡檢機器人為研究背景，針對定位和避障兩個問題，基于

2、已知環(huán)境地圖，以SICK2DLMS200激光測距儀作為移動機器人高精度的外部傳感器，里程計和陀螺儀為內部傳感器，基于已有的概率定位方法，著重研究初始位姿未知情況下的移動機器人全局定位問題以及機器人綁架問題的解決，提出了一種EKF與MCL融合定位方法；并基于動態(tài)法原理對復雜環(huán)境下移動機器人在障礙物間的穿越避障方法進行了研究，改進了動態(tài)窗法。
　　主要研究內容包括以下四個方面：
　　①研究現(xiàn)有的概率定位方法，對經(jīng)典的EKF算法和

3、熱門的MCL算法進行比較分析。
　?、卺槍Ρ疚年P注的定位精度和機器人綁架兩個定位問題，基于優(yōu)勢互補的思想，以MCL作為主定位方法，用EKF方法改進粒子的建議分布輔助定位，提出了一種EKF與MCL融合定位的方法。
　?、刍贛atlab仿真平臺和MobileSim移動機器人仿真平臺，對本文提出的EKF與MCL融合定位方法進行了仿真比較驗證。仿真實驗表明，本文算法在移動機器人的位姿跟蹤和全局定位兩方面均表現(xiàn)出比MCL算法更好的定