基于激光測(cè)距儀的移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖構(gòu)建研究.pdf

1、機(jī)器人是智能時(shí)代的典型產(chǎn)物，而移動(dòng)機(jī)器人是各智能機(jī)器人中最具代表性的。進(jìn)入21世紀(jì)以后，機(jī)器人對(duì)人類(lèi)的作用更加突出，且隨著技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的要求不斷提高，但最終目的是使移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)真正的自主化、智能化。在移動(dòng)機(jī)器人完成既定任務(wù)時(shí)，環(huán)境地圖信息一般是已知的。當(dāng)?shù)貓D未知時(shí)，移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)需要周?chē)h(huán)境信息，所以需要繪制地圖，而繪制地圖時(shí)則需要移動(dòng)機(jī)器人的精確位置信息，故移動(dòng)機(jī)器人地圖信息和位置信息是互為前提的。移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定

2、位與地圖構(gòu)建（Simultaneous Localization and Mapping，SLAM），是通過(guò)攜帶特定傳感器的移動(dòng)機(jī)器人，在移動(dòng)過(guò)程中，對(duì)未知環(huán)境進(jìn)行探測(cè)并獲取外部信息，從而實(shí)現(xiàn)在環(huán)境信息和位置信息部分已知或者完全未知情況下對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位和繪制增量式地圖的過(guò)程。本文研究使用移動(dòng)機(jī)器人為Drrobot公司生產(chǎn)的X80Pro無(wú)線(xiàn)智能移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)，移動(dòng)機(jī)器人攜帶了一些感測(cè)模塊，研究需要，我們?cè)谝苿?dòng)機(jī)器人上添加了北陽(yáng)公

3、司的URG-04LX激光測(cè)距儀，用于移動(dòng)機(jī)器人定位及環(huán)境特征探測(cè)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法及粒子濾波算法進(jìn)行推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證后，在機(jī)器人操作系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖構(gòu)建。⑵定義了移動(dòng)機(jī)器人坐標(biāo)系統(tǒng)，并且建立了移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型和傳感器的觀(guān)測(cè)模型。后期的局部地圖構(gòu)建、移動(dòng)機(jī)器人定位、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和全局地圖的構(gòu)建都是在此坐標(biāo)系中進(jìn)行。⑶討論了兩種移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖構(gòu)建方法，并根據(jù)研究需要，在M