服務(wù)機(jī)器人智能空間的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn).pdf

1、我國對機(jī)器人的研究起步較晚，但發(fā)展迅速，今年來有不少新的成果和產(chǎn)品發(fā)布。但室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的研究進(jìn)展并不理想，本文借鑒國內(nèi)外對智能空間的研究，將智能空間技術(shù)引入室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域。本課題旨在解決，在非結(jié)構(gòu)、時(shí)變的室內(nèi)環(huán)境下，如家居環(huán)境、教室等，現(xiàn)有服務(wù)機(jī)器人不能準(zhǔn)確地完成服務(wù)任務(wù)的問題。
　　 本文討論了智能空間的構(gòu)建以及如何實(shí)現(xiàn)的問題，概述如下：
　　 本文詳細(xì)討論了怎樣構(gòu)建智能空間。首先，為了使讀者更好的理解作者的論文

2、思路，引入并詳細(xì)介紹了普適網(wǎng)絡(luò)和智能空間技術(shù)的概念和特點(diǎn)。然后，給出了智能空間的總體設(shè)計(jì)：利用室內(nèi)環(huán)境的特點(diǎn)，應(yīng)用圖像處理技術(shù)，建立環(huán)境的全局柵格地圖，為服務(wù)機(jī)器人提供了全局環(huán)境信息；應(yīng)用無線藍(lán)牙傳輸技術(shù)，建立空間內(nèi)的信息通訊，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和服務(wù)器的實(shí)時(shí)信息交互；最后，依據(jù)人工路標(biāo)的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出一種新的路標(biāo)，用以輔助機(jī)器人定位，并提供相關(guān)環(huán)境信息。實(shí)驗(yàn)表明，創(chuàng)建的全局柵格地圖能夠較詳細(xì)、全面的描述室內(nèi)環(huán)境；設(shè)計(jì)的人工路標(biāo)不僅充分滿足尺

3、度不變性、自相似性、放射變換性，且容易識(shí)別，能夠提供充足的環(huán)境信息，幫助機(jī)器人自定位。
　　 本文詳細(xì)研究了怎樣實(shí)現(xiàn)智能空間。首先介紹了服務(wù)機(jī)器人的機(jī)載傳感器參數(shù)。然后重點(diǎn)研究了機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建(SLAM)問題：依據(jù)擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)理論，建立了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)、觀測和狀態(tài)更新模型，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人位姿預(yù)測和更新；依據(jù)超聲波測距原理，利用超聲、紅外傳感器技術(shù)，創(chuàng)建了局部環(huán)境柵格地圖，為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航避障提供了前提；依據(jù)多假設(shè)

4、理論，利用傳感器技術(shù)，解決了SLAM中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題，明確了傳感器測量值之間、傳感器測量值與地圖特征之間或者地圖特征之間的對應(yīng)關(guān)系。最后，依據(jù)D-S正據(jù)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，利用傳感器技術(shù)，提出了一種新的多傳感器融合技術(shù)，提高了信息融合的有效性與可靠性。實(shí)驗(yàn)表明，創(chuàng)建的局部環(huán)境柵格地圖獲取了大量的環(huán)境細(xì)節(jié)信息；新的傳感器融合技術(shù)明顯提高了信息融合的有效性、可靠性、實(shí)時(shí)性。
　　 在所構(gòu)建的智能空間基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論了機(jī)器人的路徑規(guī)劃