移動(dòng)機(jī)器人SLAM問題研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)在宇宙探測(cè)、工廠自動(dòng)化、采礦、排險(xiǎn)、軍事、服務(wù)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。SLAM(simultaneous localization and mapping)即同時(shí)定位與地圖建模,指移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境中自主建立環(huán)境的地圖,同時(shí)在這張地圖中給自身定位。在這個(gè)過程中,機(jī)器人沒有外部環(huán)境先驗(yàn)知識(shí)的幫助,地圖建模與定位都依賴于自身的傳感器。因此,SLAM問題的解決是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人真正自主的關(guān)鍵。
　　本文以移動(dòng)機(jī)器人在室外

2、未知環(huán)境下的SLAM問題為主要研究?jī)?nèi)容。總結(jié)了SLAM問題研究現(xiàn)狀,分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn),針對(duì)現(xiàn)有SLAM解決方法在機(jī)器人遭遇“綁架”時(shí)失效的問題,提出了新的SLAM問題解決方案。本文的主要貢獻(xiàn)如下:
　　1.提出新的路標(biāo)提取方法。SLAM的地圖建模以及地圖匹配以環(huán)境中的路標(biāo)點(diǎn)為基礎(chǔ),為了有效地基于激光傳感器數(shù)據(jù)在室外非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中提取路標(biāo)點(diǎn),提出了一種新的實(shí)體特征提取方法,引入蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu),將環(huán)境中覆蓋一定連續(xù)范圍的物體分離,滿足一定

3、條件的作為路標(biāo)點(diǎn)。
　　2.提出新的基于匹配的SLAM方法框架。其核心為多重估計(jì)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),將局部地圖中的路標(biāo)點(diǎn)和全局地圖中的路標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行匹配,建立匹配矩陣,進(jìn)而得到匹配對(duì)向量。評(píng)估每一個(gè)匹配對(duì)向量,保留最優(yōu)估計(jì),提高了算法的魯棒性。
　　3.將Delaunay Triangulation引入地圖建模?；诃h(huán)境中提取出的路標(biāo)點(diǎn),使用Dclaunay Triangulation的方法來建立最優(yōu)的三角網(wǎng)絡(luò),反映特征點(diǎn)間的幾何關(guān)系,進(jìn)