基于前向視覺的機器人自定位及環(huán)境認知.pdf

1、隨著智能控制技術、計算機和網絡技術以及仿生學、人工智能等學科的飛速發(fā)展，智能移動機器人技術的研究越來越受到國內外學者的重視。移動機器人自主定位是智能導航和環(huán)境探索研究的基礎，是機器人實現(xiàn)真正智能化和完全自主的關鍵技術。移動機器人的工作環(huán)境可分為室外環(huán)境和室內環(huán)境兩種，本文主要針對非完整移動機器人在室內環(huán)境中的自主定位和環(huán)境認知兩個核心問題進行研究。 本文主要研究自主移動機器人基于前向視覺傳感器在室內走廊環(huán)境中的自定位問題。首先介

2、紹了國內外機器人自定位研究現(xiàn)狀，闡述了定位研究的主要方法、關鍵問題以及技術發(fā)展趨勢。然后建立了一個有效的環(huán)境地圖描述移動機器人的工作空間。 在大型室內結構化環(huán)境的移動機器人視覺定位任務中，機器人要以有效的方式理解，解釋以及表達工作環(huán)境的相關信息，才利于機器人對場景的有效分析。本文討論了基于單向視覺的室內走廊環(huán)境的自定位，開發(fā)了基于Pioneer3D的人機交互式可視化自定位系統(tǒng)，提出幾何—拓撲混合三維地圖的環(huán)境地圖，給出了單向傳感

3、器成像模型以及基于反饋分層估計融合的自定位算法。實驗分析了給定初始位姿和觀測信息下定位系統(tǒng)的精度和位姿估計的收斂情況，在考慮動態(tài)障礙物的遮擋情況下，機器人在復雜的走廊區(qū)域中完成了在線環(huán)境感知和運動自定位任務。 未知環(huán)境中的移動機器人只具有較少的先驗知識，因此對環(huán)境的認知是實現(xiàn)環(huán)境建模、定位、規(guī)劃、行動等自主導航控制的基本前提。移動機器人的認知理論與方法研究涉及計算機科學、人工智能、認知心理學、神經學、仿生學等領域，是新興的交叉學