未知環(huán)境下基于SLAM的移動機器人導航算法研究.pdf

1、智能移動機器人是一種在復雜的環(huán)境下工作的具有自規(guī)劃、自組織、自適應能力的機器人。導航算法的研究是智能機器人研究領域的一個熱點話題。智能導航的目的就是在沒有人干預下使機器人有目的地移動并完成特定任務，進行特定操作。本文旨在結(jié)合國家自然科學基金和湖北省青年杰出人才基金項目的需求，研究移動機器人同時定位與制圖(SimultaneousLocalizationandMapping，SLAM)問題，并在此基礎上，研究機器人導航算法，使得機器人在完

2、全未知結(jié)構(gòu)化環(huán)境中實現(xiàn)“完全自主”。 文章首先回顧了導航技術(shù)的發(fā)展，對導航技術(shù)中的核心問題：定位與制圖進行了詳細分析，指出了機器人定位與制圖研究中存在的問題，包括制圖復雜度、數(shù)據(jù)匹配難度以及定位制圖關聯(lián)度等；在此基礎上引出了本研究的重點：移動機器人同時定位與制圖(SLAM)算法，并對其算法構(gòu)架、屬性、以及分類等相關內(nèi)容進行了介紹。針對基于點特征的同時定位與制圖算法中存在的計算復雜度與信息豐富度之間的矛盾，本文提出了一種基于線特征

3、的同時定位與制圖算法。文章對基于線特征的SLAM算法進行了詳細的闡述，給出了包括機器人運動模型、觀測模型的建立、數(shù)據(jù)匹配、狀態(tài)更新、地圖建立、地圖管理等方面的相關公式；并通過仿真實驗證實了本算法的正確性與可靠性。 針對導航算法中對路徑規(guī)劃的要求，本研究中著重考慮了機器人的局部規(guī)劃即：避障；并對避障算法VFH/VFH+進行了剖析。根據(jù)VFH/VFH+算法與SLAM算法的特點，將二者相結(jié)合，形成了一種新的機器人導航算法。該導航算法較