移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖構(gòu)建.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支，是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合智能控制系統(tǒng)。本文以Voyager—ⅡA移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象，基于Visual C++編譯控制平臺(tái)，并研究其在未知環(huán)境中的同時(shí)定位與地圖構(gòu)建(Simultaneous Localization and Mapping)的問題，旨在建立一個(gè)比較完整的系統(tǒng)，使得移動(dòng)機(jī)器人能夠在完全未知的環(huán)境里，實(shí)現(xiàn)“完全自主”的地圖開發(fā)。
　　

2、首先，通過一系列室外實(shí)驗(yàn)，對(duì)Voyager—ⅡA型移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行了測(cè)定。然后，利用在目前應(yīng)用范圍十分廣泛的UMBmark校核方法進(jìn)行校核，并基于校核后的參數(shù)改進(jìn)程序。通過一系列相同的室外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其運(yùn)動(dòng)誤差有很大程度的減小，證明行走機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)誤差已經(jīng)得到了較好的控制，具備較好的相對(duì)定位能力。
　　然后，選擇構(gòu)建方法比較簡(jiǎn)易的概率柵格地圖構(gòu)建局部地圖?；谪愐苟ɡ斫鸥裾紦?jù)概率的計(jì)算與更新模型。編譯了一個(gè)對(duì)話框程序，以

3、描述移動(dòng)機(jī)器人周圍400cm×400cm的環(huán)境信息。本文將環(huán)境信息分為三種狀態(tài)，并分別以不同的顏色表示:灰色表示未知;綠色表示未占據(jù);紅色表示被占據(jù)。通過在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的幾次局部地圖的構(gòu)建實(shí)驗(yàn)表明，本文開發(fā)的局部地圖能夠較為準(zhǔn)確的反映周圍的環(huán)境信息，并且具有隨著運(yùn)動(dòng)不斷更新的能力。
　　概率柵格地圖最大的缺點(diǎn)就是儲(chǔ)存的信息量會(huì)不斷增大，不利于系統(tǒng)處理與更新。因此，本文選擇信息存儲(chǔ)量不是很大的幾何特征地圖來進(jìn)行全局地圖的創(chuàng)建?；谥?/p>

4、前對(duì)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)誤差的校正，更新其位姿信息。對(duì)于由傳感器獲取的數(shù)據(jù)，采取了先分段擬合，再二次擬合的方法，使其信息的誤差得以最小化。針對(duì)室內(nèi)的走廊環(huán)境，提出了門特征的辨識(shí)方法。在采掘樓走廊內(nèi)進(jìn)行全局地圖的構(gòu)建實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了全局地圖的自主構(gòu)建，較為準(zhǔn)確的描述移動(dòng)機(jī)器人行駛路徑周圍環(huán)境特征。
　　本文通過局部地圖的構(gòu)建實(shí)驗(yàn)，較好的對(duì)周圍環(huán)境信息進(jìn)行分類構(gòu)建，并且實(shí)現(xiàn)了局部地圖的實(shí)時(shí)性。在全局地圖的構(gòu)建過程中，根據(jù)傳感器信息，不斷更新移動(dòng)