未知環(huán)境下移動機器人全自主定位導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、移動機器人作為一門高新前沿技術(shù)，體現(xiàn)了多學(xué)科交叉的特點。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)對移動機器人的需求日益迫切。未知環(huán)境下移動機器人全自主定位導(dǎo)航技術(shù)日漸成為機器人研究領(lǐng)域的熱點。根據(jù)傳感器對環(huán)境信息的感知，實現(xiàn)移動機器人自主的路徑規(guī)劃、定位并創(chuàng)建地圖成為解決機器人自主定位導(dǎo)航問題的關(guān)鍵。
　　 針對未知環(huán)境下移動機器人缺少先驗環(huán)境信息的特點，本文基于雙目視覺系統(tǒng)對移動機器人全自主定位導(dǎo)航技術(shù)進行了研究，主要內(nèi)容涉及環(huán)境模型的

2、建立、路徑規(guī)劃、自主定位與地圖創(chuàng)建等方面。
　　 首先，本文利用Harris角點提取方法對雙目視覺系統(tǒng)進行線性標定，獲得攝像機的內(nèi)外參數(shù)矩陣。通過改進的SIFT特征提取方法對環(huán)境信息進行特征點的提取，創(chuàng)建環(huán)境路標模型。其次，利用逆投影變換原理對環(huán)境中的疑似障礙物進行檢測，通過左右圖像之間的映射關(guān)系判別疑似障礙物的真?zhèn)涡裕⒔⒄系K物環(huán)境模型。根據(jù)傳感器感知信息的有限性，采用基于行為動力學(xué)的滾動窗口路徑規(guī)劃方法將全局目標進行分解，

3、通過不斷循環(huán)的到達窗口子目標，實現(xiàn)最終到達全局目標的任務(wù)。與此同時，在移動機器人運動過程中采用基于擴展卡爾曼濾波的同時定位與地圖創(chuàng)建(SLAM)方法，對機器人進行實時定位并創(chuàng)建具有幾何特征的環(huán)境地圖。最后，基于MATLAB平臺對移動機器人全自主定位導(dǎo)航方法進行了仿真實驗，結(jié)果證明該方法穩(wěn)定、可靠。
　　 在VC++6.0、OpenCV1.0的基礎(chǔ)上對移動機器人全自主定位導(dǎo)航進行了應(yīng)用程序的編寫，并在真實環(huán)境下進行了行走實驗。通過