基于立體視覺的月球車定位和路徑規(guī)劃.pdf

1、定位與路徑規(guī)劃是月球車導航的兩個重要問題。月球車要實現(xiàn)在月面環(huán)境下自主導航首先必須時時刻刻清楚自己的位置，之后能根據(jù)當前環(huán)境規(guī)劃出一條合理的路徑。因此本文圍繞著基于立體視覺傳感器的月球車在定位和路徑規(guī)劃兩個方面進行了研究。
　　當機器人在環(huán)境中運動時，需要明確自己當前的位置，不知道自己的位置，移動機器人的任何自主運動都是盲目的。所以，在本文的第二章，分析了機器人的運動學模型，通過編碼器的讀數(shù)計算在理想情況下移動機器人的位置和方向。

2、當然這種方法得出的結(jié)果其定位誤差隨著機器人運動距離的加大也越來越大。
　　為了糾正里程計的定位誤差，本文采用了迭代近鄰點（ICP）算法。為了保證實時性但又具有良好的定位結(jié)果，重點做了兩個方面的改進。首先是迭代點的數(shù)目：為了減少迭代點的數(shù)量但又不降低迭代的質(zhì)量，采用了基于掃描線的逼近方法檢測出環(huán)境中的邊緣點，由于邊緣點集中的對應關(guān)系較易確定，故減少了錯誤的匹配。其次是迭代過程中的匹配搜索，由于ICP算法主要的時間花費在匹配搜索上，有

3、必要加速搜索的過程，采用基于KD(K=3)樹的快速搜索算法，可在O(logN)的時間內(nèi)查找到最近鄰的邊緣點。最后的試驗驗證了該2法具有較好的實時性和精確性。
　　路徑規(guī)劃是月球車導航中的最重要的任務之一。它是按照某一優(yōu)化指標規(guī)劃出一條從起始狀態(tài)到目標狀態(tài)的最優(yōu)或者近似最優(yōu)的無碰路徑。本文提出了基于膨脹柵格的距離向量直方圖法，用來解決移動機器人的路徑規(guī)劃問題?？紤]到傳感器測量的不確定性和機器人的大小，在已經(jīng)創(chuàng)建的柵格地圖上對探測到的