未知環(huán)境中移動機(jī)器人自定位技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展水平已經(jīng)成為一個國家高科技實力和發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志。隨著學(xué)科交叉研究的發(fā)展，機(jī)器人不再只是用于從事簡單的機(jī)械化作業(yè)，其發(fā)展方向已經(jīng)逐漸過渡到以提高機(jī)器人自主性為目的的研究中。
　　移動機(jī)器人自定位技術(shù)是自主移動機(jī)器人研究的基礎(chǔ)。針對未知環(huán)境中存在環(huán)境先驗知識匱乏和動態(tài)不確定性的問題，本文對移動機(jī)器人定位問題進(jìn)行了深入探討和研究。具體工作主要集中于以下幾個方面：
　　建立了移動機(jī)器人自定位實驗平臺，簡化了定位算

2、法驗證的復(fù)雜度。系統(tǒng)硬件主要由 IRONC移動機(jī)器人、筆記本電腦和激光測距儀組成。系統(tǒng)軟件通過采用面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄瑢崿F(xiàn)了上位機(jī)與移動機(jī)器人硬件模塊之間基于以太網(wǎng)技術(shù)的通信，構(gòu)建以激光測距儀作為定位傳感器的移動機(jī)器人環(huán)境感知系統(tǒng)。同時，對受到非完整性約束的輪式移動機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，建立移動機(jī)器人定位研究中的坐標(biāo)系統(tǒng)。
　　面向無先驗知識的未知環(huán)境中移動機(jī)器人定位任務(wù)，提出一種基于環(huán)境匹配思想的移動機(jī)器人相對定位方法。首先對移

3、動機(jī)器人自定位問題進(jìn)行建模，分析距離傳感器數(shù)據(jù)測量的不確定性。其次，定義環(huán)境匹配過程的誤差模型，從統(tǒng)計學(xué)的角度根據(jù)距離傳感器環(huán)境觀測值和匹配規(guī)則構(gòu)建環(huán)境信息匹配誤差的樣本，并根據(jù)樣本特征建立以相對位姿為參數(shù)的似然函數(shù)。最后，利用極大似然理論在優(yōu)化匹配誤差樣本的過程中進(jìn)行似然函數(shù)參數(shù)估計，從而得到移動機(jī)器人的相對位姿。
　　以激光測距儀作為環(huán)境感知傳感器，利用搭建的IRONC移動機(jī)器人實驗平臺，從有效性和魯棒性等方面對提出的移動機(jī)器