實用型陪護機器人導航技術研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著傳感器等領域的技術發(fā)展，智能機器人在服務行業(yè)中的應用越來越廣泛，并受到企業(yè)界和商業(yè)界的重視。本論文以國家863高技術項目《助老/助殘機器人關鍵技術研究》的子課題《實用型陪護機器人》為背景，對實用型陪護機器人的導航技術包括定位、軌跡規(guī)劃、運動控制等技術進行研究和實現(xiàn)。
　　 本文首先根據(jù)陪護機器人的傳感器數(shù)量少、測量范圍小、精度低的條件選擇了適合其定位的方案，即采用基于視覺初始定位的粒子濾波自定位的方法，充分利用視覺信息使機器

2、人能快速確定自身在全局環(huán)境中的大概位置，然后采用粒子濾波算法對機器人運動過程中的位姿進行估計。為了提高定位精度和加快定位過程中粒子的收斂速度，本文分別對影響粒子濾波定位結(jié)果的觀測模型數(shù)據(jù)匹配和重采樣算法進行了研究，觀測模型中采用了聲納信息與光電傳感器信息數(shù)據(jù)融合提取環(huán)境中的直線模型的方法，增加了數(shù)據(jù)匹配的豐富程度。經(jīng)過對多項式重采樣、殘差重采樣、分層重采樣和系統(tǒng)重采樣算法的研究和分析最終選擇殘差重采樣算法作為粒子濾波算法的重采樣算法。實

3、驗表明，傳感器數(shù)據(jù)融合提取環(huán)境直線模型的方法能提高位姿估計準確度；而殘差重采樣算法保證了定位過程中位姿估計的穩(wěn)定性。
　　 隨后針對陪護機器人的運動控制方式對運動誤差補償和軌跡規(guī)劃進行了研究。針對任意方向路徑，為了提高機器人的運動精度，本文對運動過程中的誤差進行了測量和分析，并提出了誤差補償?shù)姆桨?，實驗結(jié)果表明誤差補償確實提高了機器人的運動精度。為了使機器人快速、平穩(wěn)地運動到目標點，本文對路徑的關鍵點連接段進行圓弧化的處理，并對