醫(yī)院服務(wù)機器人室內(nèi)導(dǎo)航算法與自主充電系統(tǒng)研究.pdf

1、醫(yī)院服務(wù)機器人在非典過后得到國內(nèi)研究者的重視，同時日益突出的醫(yī)療保健需求與醫(yī)院傳統(tǒng)純?nèi)斯ぷ鳂I(yè)模式的低效服務(wù)之間的矛盾也促使相關(guān)技術(shù)研究逐步展開。本文在公司需求基礎(chǔ)上對醫(yī)院服務(wù)機器人室內(nèi)定位、導(dǎo)航及自動充電算法及方案進行研究，采用易于移植的操作系統(tǒng)ROS進行高效開發(fā)。開展的相關(guān)工作如下：
　　本文對ROS自帶導(dǎo)航算法中不適合醫(yī)院服務(wù)機器人部分進行改進，提出增加原有自定位方法中觀測模型的修補項，以提高機器人在動態(tài)環(huán)境下自定位的可能性，

2、通過公式推導(dǎo)及相關(guān)實驗可證明改進思路具有自定位更強魯棒性；采用直線導(dǎo)航和類BUG避障方案代替原有COSTMAP及局部速度控制方式，通過仿真實驗證明改進方法在全局路徑規(guī)劃中較原有方案行進距離更短，更具實時性，對原有方案具有一定替代性。接著在現(xiàn)有機器人平臺基礎(chǔ)上，通過對自動充電設(shè)計需求及注意事項的總結(jié)，設(shè)計機器人自動充電整個體系。充電方式采用機械結(jié)構(gòu)及軟件控制相結(jié)合的方式，用于確保機器人可以以高成功率實現(xiàn)功能。由于自動充電實現(xiàn)過程中采用里程

3、計坐標(biāo)為其全局坐標(biāo)系，因此機器人里程計數(shù)據(jù)的精準性對于自動充電的順利完成具有特殊意義。文中采用卡爾曼濾波來融合當(dāng)今流行的光流法里程計信息及機器人自身編碼器里程計信息來提高里程計的精度。實際實驗測試可知此方法具有可行性，但由于視覺里程計的易受光線及地面特征明顯程度影響，此方法在工程實現(xiàn)上具有一定難度。最后通過實體機器人平臺實驗逐步測試文中提及的自定位方式、局部導(dǎo)航修改方法及自動充電系統(tǒng)的可行性，并在模擬醫(yī)院場景中實驗整體工程樣機，通過可靠