基于智能空間的服務(wù)機(jī)器人導(dǎo)航若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、機(jī)器人在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、區(qū)域性特征明顯的環(huán)境中(如家庭環(huán)境)執(zhí)行服務(wù)任務(wù)首要解決的問題是在該環(huán)境中的導(dǎo)航。傳統(tǒng)的機(jī)器人導(dǎo)航中構(gòu)建的地圖側(cè)重于空間幾何結(jié)構(gòu)表示,未考慮機(jī)器人服務(wù)環(huán)境的區(qū)域性特征。智能空間技術(shù)的引入提高了服務(wù)機(jī)器人感知環(huán)境的能力。本文基于智能空間技術(shù),圍繞家庭環(huán)境下適合機(jī)器人服務(wù)任務(wù)執(zhí)行的地圖構(gòu)建及導(dǎo)航,室外大范圍環(huán)境下的導(dǎo)航開展了如下研究工作。
　　 針對(duì)家庭環(huán)境中各房間功能、布局不一等特點(diǎn),基于智能空間中的人工地標(biāo)設(shè)計(jì)

2、了地圖構(gòu)建模型。模型將環(huán)境劃分為全局層和局部層。全局層地圖可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人起始位置和目標(biāo)位置所在房間的確定及不同房間之間的路徑搜尋;局部層地圖用于單個(gè)房間內(nèi)機(jī)器人由當(dāng)前位置運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置或房間門口位置。針對(duì)各層地圖模型構(gòu)建的需要,設(shè)計(jì)了人工地標(biāo)信息存儲(chǔ)格式,生成了全局層地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和各房間連通關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　 針對(duì)大范圍半未知環(huán)境下機(jī)器人的導(dǎo)航進(jìn)行了研究,提出了分布式導(dǎo)航信息獲取模式。擺脫了傳統(tǒng)的地圖構(gòu)建-全局定位-路徑規(guī)劃的導(dǎo)航模

3、式。該模式將環(huán)境劃分為全局引導(dǎo)層和局部搜尋層,機(jī)器人通過識(shí)讀貼放于道路拐角處的全局引導(dǎo)層人工地標(biāo)獲得目標(biāo)點(diǎn)所在局部區(qū)域信息及如何到達(dá)該區(qū)域的引導(dǎo)信息,通過識(shí)讀局部搜尋層人工地標(biāo)獲知各目標(biāo)點(diǎn)的鄰接關(guān)系信息,并最終尋找到本次導(dǎo)航任務(wù)的目標(biāo)點(diǎn)。
　　 對(duì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的頂棚投影器輔助導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,指出了存在的不足之處,如光斑速度不可調(diào),光斑無法實(shí)現(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)等。基于現(xiàn)有輔助導(dǎo)航系統(tǒng),設(shè)計(jì)了激光投影循跡系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器與投影器和機(jī)