室內(nèi)未知環(huán)境下幾何地圖構(gòu)建及機(jī)器人定位方法研究.pdf

1、自主移動(dòng)機(jī)器人是具有獨(dú)立的記憶、推理、決策和行動(dòng)能力的機(jī)器人。在自主機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)研究中，導(dǎo)航技術(shù)是核心技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人真正智能化和完全自主移動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)。在導(dǎo)航的三個(gè)基本問題中，機(jī)器人在未知環(huán)境中的定位和地圖創(chuàng)建問題(SLAM)是解決另外兩個(gè)問題的先決條件。本文就SLAM問題展開研究，目的在于使機(jī)器人在未知結(jié)構(gòu)化環(huán)境下具有自主的地圖開發(fā)能力和自身位置識別能力。 ⑴介紹了機(jī)器人的發(fā)展史和SLAM研究歷史的三個(gè)階段，闡明了研

2、究SLAM問題的現(xiàn)實(shí)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。 ⑵回顧了常用的SLAM方法，并指出了SLAM問題的難點(diǎn)和關(guān)鍵問題。在此基礎(chǔ)上，提出了地圖構(gòu)建二步分解法：①通過密度聚類對激光數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域劃分，將地圖創(chuàng)建問題分解為若干個(gè)確定區(qū)域內(nèi)的線段提取問題；②在每個(gè)小聚類區(qū)域內(nèi)，利用最小二乘法提取出局部線段特征，并在雙重匹配原則下進(jìn)行線段的匹配和更新。利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自定位。 ⑶通過仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明本文研究的S