面向室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境的同步定位與地圖創(chuàng)建系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，自主移動(dòng)機(jī)器人具有環(huán)境信息感知能力、行為控制與動(dòng)態(tài)決策能力以及人機(jī)交互能力等功能特點(diǎn)。移動(dòng)機(jī)器人的自主性問題研究分為移動(dòng)機(jī)器人自主定位、環(huán)境地圖創(chuàng)建更新以及移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃等任務(wù)。在沒有精確的全局導(dǎo)航定位信息情況下，同步定位與地圖創(chuàng)建問題是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人自主化的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文的主要研究工作在國家自然科學(xué)基金“基于SEM室內(nèi)非結(jié)構(gòu)環(huán)境中的SLAM問題研究”項(xiàng)目支持下，針對(duì)室內(nèi)復(fù)雜非結(jié)構(gòu)環(huán)境中障

2、礙物形狀不規(guī)整的特點(diǎn)以及廢墟搜救可變形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)可變形機(jī)器人在全局環(huán)境信息地圖中的自主定位和環(huán)境信息地圖在線創(chuàng)建更新。
　　針對(duì)同步定位與地圖創(chuàng)建系統(tǒng)功能需求分析，提出系統(tǒng)功能模塊化結(jié)構(gòu)方式，進(jìn)行環(huán)境信息獲取子系統(tǒng)、機(jī)器人狀態(tài)信息獲取子系統(tǒng)、定位和地圖在線更新子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。環(huán)境信息獲取子系統(tǒng)通過嵌入式處理器對(duì)激光掃描測(cè)距傳感器采集的環(huán)境信息原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，解析為環(huán)境中障礙物的相對(duì)距離信息數(shù)據(jù);機(jī)器

3、人狀態(tài)信息獲取子系統(tǒng)通過可變形機(jī)器人當(dāng)前時(shí)刻的位姿信息數(shù)據(jù)以及在采樣時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的相對(duì)距離信息數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)過的航位偏向角信息數(shù)據(jù)進(jìn)行下一時(shí)刻位姿信息數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè);定位和地圖在線更新子系統(tǒng)通過可變形機(jī)器人的位姿信息數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器人的自主定位，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法原理實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息地圖在線創(chuàng)建和更新。
　　在室內(nèi)復(fù)雜非結(jié)構(gòu)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證可變形機(jī)器人的同步定位與地圖創(chuàng)建系統(tǒng)的環(huán)境信息地圖在線更新能力和閉環(huán)矯正能力，從而證明同步定位與地圖創(chuàng)建