基于激光掃描測(cè)距的室內(nèi)飛行定位與避障技術(shù)研究.pdf

1、本文以微小型四旋翼飛行器完成未知室內(nèi)環(huán)境探索為應(yīng)用背景，針對(duì)同步定位與建圖（SLAM）算法計(jì)算復(fù)雜度大的問題，以能夠在微小型四旋翼飛行器ARM嵌入式飛行控制系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，研究了基于激光掃描測(cè)距的室內(nèi)定位與避障技術(shù)。
　　本文采用迭代最近點(diǎn)（ICP）匹配算法實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，為了降低匹配過程的計(jì)算復(fù)雜度，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)ICP算法進(jìn)行了改進(jìn)。首先，用環(huán)境中的真實(shí)特征點(diǎn)代替激光測(cè)距掃描儀采集的掃描點(diǎn)完成匹配過程。其次，限定了對(duì)應(yīng)點(diǎn)的搜索范圍。為

2、了獲取環(huán)境中的真實(shí)特征點(diǎn)，對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)濾波、區(qū)域分割、特征線段提取、特征點(diǎn)提取，并給出了一種真實(shí)特征點(diǎn)篩選機(jī)制。考慮到兩次掃描間微小型四旋翼飛行器的偏航角變化范圍，在搜索一個(gè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)時(shí)，無(wú)需搜索點(diǎn)集中所有點(diǎn)，只要搜索一定角度范圍的點(diǎn)。
　　為了使微小型四旋翼飛行器能夠在未知環(huán)境完成避障飛行，本文給出了一種基于滾動(dòng)窗口規(guī)劃的室內(nèi)避障策略，使用快速擴(kuò)展隨機(jī)樹（RRT）算法實(shí)現(xiàn)未知室內(nèi)環(huán)境下的避障與路徑規(guī)劃。由于全局環(huán)境信息未