移動(dòng)機(jī)器人拓?fù)涞貓D創(chuàng)建研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境中自主完成任務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，如工業(yè)、民用及軍事等。對(duì)于大規(guī)模未知環(huán)境，需要移動(dòng)機(jī)器人能夠自主完成環(huán)境探索、創(chuàng)建周?chē)h(huán)境地圖，并利用地圖進(jìn)行導(dǎo)航或完成更復(fù)雜任務(wù)。創(chuàng)建未知空間的環(huán)境地圖是移動(dòng)機(jī)器人控制與導(dǎo)航的關(guān)鍵，自主完成各種智能任務(wù)的前提，也體現(xiàn)了機(jī)器人的感知能力和智能水平。本文主要研究移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境中自主進(jìn)行拓?fù)涞貓D創(chuàng)建的問(wèn)題，主要工作如下： 首先，對(duì)本文的研究背景作了

2、介紹，回顧了移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境地圖創(chuàng)建的研究現(xiàn)狀，指出目前存在的問(wèn)題，并簡(jiǎn)要介紹了本論文的主要內(nèi)容。 其次，采用模式識(shí)別圖像處理問(wèn)題中常用的細(xì)化算法創(chuàng)建環(huán)境的拓?fù)涞貓D，解決了Voronoi圖中易產(chǎn)生多余節(jié)點(diǎn)和路徑信息的問(wèn)題。首先以柵格地圖建模機(jī)器人工作環(huán)境，然后將環(huán)境的柵格地圖進(jìn)行細(xì)化，提取出環(huán)境的有效拓?fù)湫畔ⅰ７抡鎸?shí)驗(yàn)表明，基于細(xì)化算法創(chuàng)建的環(huán)境拓?fù)涞貓D，清晰、簡(jiǎn)易且有效。相比于柵格地圖，信息存儲(chǔ)空間要求較低，從而提高了移動(dòng)機(jī)器人

3、自主運(yùn)行、導(dǎo)航和路徑規(guī)劃的能力。 第三，研究了多移動(dòng)機(jī)器人拓?fù)涞貓D融合的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了在機(jī)器人的相對(duì)位置未知的情況下，多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的拓?fù)涞貓D融合。把拓?fù)涞貓D融合問(wèn)題看作圖像匹配領(lǐng)域的擴(kuò)展問(wèn)題，利用拓?fù)涞貓D的幾何結(jié)構(gòu)，基于圖像匹配和圖像配準(zhǔn)，確定兩個(gè)地圖間的最佳匹配。首先，對(duì)于特殊環(huán)境中的拓?fù)涞貓D，采用窮盡搜索優(yōu)化算法，尋找最大的公共子圖，進(jìn)行地圖融合；其次，對(duì)于一般環(huán)境中的兩個(gè)拓?fù)涞貓D，采用圖像配準(zhǔn)方法中經(jīng)典的ICP（Iter