智能移動機(jī)器人地圖描述和導(dǎo)航方法研究.pdf

1、環(huán)境建模和自主導(dǎo)航是機(jī)器人研究的兩個重要課題。智能移動機(jī)器人已經(jīng)開始在未知環(huán)境探索、綜合救援、軍事偵察、物件派送、測量測繪以及家庭服務(wù)等領(lǐng)域逐步應(yīng)用，隨著機(jī)器人智能水平提高和制造工藝的進(jìn)步，智能移動機(jī)器人將在民用和軍事領(lǐng)域展現(xiàn)出令人無法估量的應(yīng)用前景。
　　 移動機(jī)器人各種功能實(shí)現(xiàn)的前題是環(huán)境建模。目前通常把機(jī)器人所在的環(huán)境分為三種[1]：未知環(huán)境、已知環(huán)境和部分已知環(huán)境，而環(huán)境表示通常只包括空間信息，然而在機(jī)器人向著高自主性和

2、高智能方向發(fā)展時(shí)，更深層次知識的獲取變得可能，而這些知識將更加有利于機(jī)器人的各種操作(導(dǎo)航和定位)。在本文中，地圖模型將著重于語義知識的表示，這能夠幫助機(jī)器人進(jìn)行更復(fù)雜的任務(wù)規(guī)劃。首先定義一個特定類型的語義映射，在此基礎(chǔ)上討論用拓?fù)鋱D表示環(huán)境模型，然后利用各種傳感器獲得環(huán)境信息，通過特征提取，得到環(huán)境語義描述，最后利用建立的環(huán)境模型實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的導(dǎo)航任務(wù)。
　　 導(dǎo)航的目標(biāo)是機(jī)器人選擇一條從出發(fā)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動路徑，使機(jī)器人在運(yùn)動

3、過程中能安全的無碰撞的繞過遇到的所有障礙物，并能盡可能的滿足某些優(yōu)化指標(biāo)，如時(shí)間最短或能耗最低等。結(jié)合智能移動機(jī)器人環(huán)境地圖描述和導(dǎo)航的各個問題，本文主要在如下幾個方面作了研究：
　　 首先討論了一種地圖表示方法。討論如何用目前較前沿的語義地圖描述環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了用拓?fù)鋱D的形式描述語義信息，定義了拓?fù)涔?jié)點(diǎn)和邊的意義，研究了拓?fù)鋱D的存儲方式。
　　 接著討論了一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法，對得到的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，研究如何通過