无人救援机器人自主导航系统的研究
发布时间：2021-01-21 04:27
随着近年来救援机器人智能技术在理论研究和实际应用上的快速发展,多参数和高智能的救援机器人已经成为一个热门研究方向。救援机器人能否安全可靠的完成救援任务,很大程度上依靠于自主导航定位技术的实时性、准确性和稳定性。自主导航定位技术在环境上经历了结构化的室内环境到未知的非结构化的室外环境的发展历程,在控制方式上,经历了人工控制、遥控控制、全自主控制的发展历程。其中VFH（Viewpoint Feature Histogram）算法在该领域中的应用,加速了导航定位的智能化速度。本文针对提高救援机器人自主运动能力不足的问题,采用北斗作为基本导航定位传感器,激光雷达获取环境信息,应用多传感器在不同环境中获取、处理数据信息,提出一种改进的VFH避障算法,提高了救援机器人自主导航的性能,并完成了以下主要工作:首先,通过了解自主导航系统的组成方式、主要功能和工作原理,发现自主导航技术在定位方面存在获取数据不准确、稳定性差等问题。所以,选用我国自主研制的北斗系统进行定位,通过配置北斗系统的基站和移动站获取差分定位信息,将自主导航的定位精度由米级单位提高到厘米级,实验验证了此方法提高导航定位的准确性和稳定性...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北斗内置板卡图
图 3. 5 CTD 实时监控分析图CDT 主要功能如下：1）能够记录各类日志的图形化窗口（Logging Control View）；2）对接手机下发指令（Control View）；3）以 ASCII-format 显示当前的接收机的输出窗口（ASCII View）；4）显示卫星概略方位，信噪比的图形化窗口（Constellation View）；5）显示接收机当前点和历史记录的轨迹（Trajectory View）；6）显示接收机的速度、位置和时间窗口（PVT View）；除了上述功能以外，CDT 还具有下发指令到接收机、清空接收机接收状态、轨迹点操作、切换跟踪窗口显示内容等功能。2. 提取北斗位置信息北斗接收机采用的是美国国家海洋电子协会 NMEA（The Nation Marine
图 3. 6 北斗位置原始图在接收机获取的数据中，需要提取航向角信息、经纬度的值进行坐标变换，配置基准站和移动站接收机的 RTK 参数。基准站配置如下：UNLOGALLINTERFACEMODE COM2 UNICORE RTCMV3FIX POSITION 40.000302123 116.289244543 55.1303（此处用来设置基准站的位置。因基准站的位置是固定不变，它会发送参考信息至移动站；移动站根据参考信息在规定时间内解算出自己相对于基准站的位置。）INTERFACEMODE COM2 NONE RTCMV3 ON（设置串口 2 为发送模式，发送消息使用的协议为 RTCMV3）LOG COM2 RTCM1004 ONTIME 1（通过串口 2 发送 RTCM1004 信息，每秒
【参考文献】：
期刊论文
[1]高斯正算坐标误差研究[J]. 冯弟飞,任勤,胡圣武. 河南理工大学学报(自然科学版). 2015(06)
[2]基于RGB-D的在线多示例学习目标跟踪算法[J]. 高毅鹏,郑彬,曾宪华. 计算机工程与设计. 2015(07)
[3]基于VFH+算法的机器人实时地图创建与避障[J]. 王韬,刘金,马永起. 计算机与现代化. 2014(04)
[4]十年磨一剑——见证俄罗斯GLONASS导航系统新世纪发展[J]. 赵爽. 中国航天. 2013(02)
[5]自主移动机器人局部路径规划综述[J]. 鲍庆勇,李舜酩,沈峘,门秀花. 传感器与微系统. 2009(09)
[6]改进的势场栅格法在机器人路径规划中的应用[J]. 雷艳敏,冯志彬. 长春大学学报. 2009(02)
[7]GNSS系统及其技术的发展研究[J]. 赵静,曹冲. 全球定位系统. 2008(05)
[8]基于神经网络和PSO的机器人路径规划研究[J]. 成伟明,唐振民,赵春霞,陈得宝. 系统仿真学报. 2008(03)
[9]智能移动机器人技术现状及展望[J]. 徐国保,尹怡欣,周美娟. 机器人技术与应用. 2007(02)
博士论文
[1]煤矿探测机器人导航关键技术研究[D]. 田丰.中国矿业大学 2014
[2]激光雷达/惯性组合导航系统的一致性与最优估计问题研究[D]. 章大勇.国防科学技术大学 2010
[3]基于认知地图的移动机器人自主导航技术研究[D]. 陈凤东.哈尔滨工业大学 2009
[4]移动机器人自主导航中的路径规划与跟踪控制技术研究[D]. 成伟明.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]救援机器人结构设计优化及其运动学与动力学研究[D]. 寇彦芸.山东大学 2017
[2]基于单目视频路径与激光雷达的移动机器人导航方法研究[D]. 王佳.郑州大学 2017
[3]基于北斗定位系统的公共自行车设计研究[D]. 欧阳霜平.中国美术学院 2015
[4]基于ROS的自主式救援机器人SLAM和导航系统研究[D]. 祝甜一.东南大学 2015
[5]基于ARM平台的移动机器人路径规划研究[D]. 刘锴.上海工程技术大学 2015
[6]Galileo在轨验证卫星单点定位技术研究[D]. 罗小敏.中南大学 2014
[7]救援机器人导航定位控制系统设计与研究[D]. 魏小景.西安建筑科技大学 2013
[8]基于行为的移动机器人局部路径规划方法研究[D]. 宋颖丽.山东理工大学 2011
[9]面向室外移动机器人的路标定位系统[D]. 张栩.上海交通大学 2010
[10]GALILEO卫星导航信号的捕获及其跟踪处理的研究[D]. 邓云飞.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：2990456
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北斗内置板卡图
图 3. 5 CTD 实时监控分析图CDT 主要功能如下：1）能够记录各类日志的图形化窗口（Logging Control View）；2）对接手机下发指令（Control View）；3）以 ASCII-format 显示当前的接收机的输出窗口（ASCII View）；4）显示卫星概略方位，信噪比的图形化窗口（Constellation View）；5）显示接收机当前点和历史记录的轨迹（Trajectory View）；6）显示接收机的速度、位置和时间窗口（PVT View）；除了上述功能以外，CDT 还具有下发指令到接收机、清空接收机接收状态、轨迹点操作、切换跟踪窗口显示内容等功能。2. 提取北斗位置信息北斗接收机采用的是美国国家海洋电子协会 NMEA（The Nation Marine
图 3. 6 北斗位置原始图在接收机获取的数据中，需要提取航向角信息、经纬度的值进行坐标变换，配置基准站和移动站接收机的 RTK 参数。基准站配置如下：UNLOGALLINTERFACEMODE COM2 UNICORE RTCMV3FIX POSITION 40.000302123 116.289244543 55.1303（此处用来设置基准站的位置。因基准站的位置是固定不变，它会发送参考信息至移动站；移动站根据参考信息在规定时间内解算出自己相对于基准站的位置。）INTERFACEMODE COM2 NONE RTCMV3 ON（设置串口 2 为发送模式，发送消息使用的协议为 RTCMV3）LOG COM2 RTCM1004 ONTIME 1（通过串口 2 发送 RTCM1004 信息，每秒
【参考文献】：
期刊论文
[1]高斯正算坐标误差研究[J]. 冯弟飞,任勤,胡圣武. 河南理工大学学报(自然科学版). 2015(06)
[2]基于RGB-D的在线多示例学习目标跟踪算法[J]. 高毅鹏,郑彬,曾宪华. 计算机工程与设计. 2015(07)
[3]基于VFH+算法的机器人实时地图创建与避障[J]. 王韬,刘金,马永起. 计算机与现代化. 2014(04)
[4]十年磨一剑——见证俄罗斯GLONASS导航系统新世纪发展[J]. 赵爽. 中国航天. 2013(02)
[5]自主移动机器人局部路径规划综述[J]. 鲍庆勇,李舜酩,沈峘,门秀花. 传感器与微系统. 2009(09)
[6]改进的势场栅格法在机器人路径规划中的应用[J]. 雷艳敏,冯志彬. 长春大学学报. 2009(02)
[7]GNSS系统及其技术的发展研究[J]. 赵静,曹冲. 全球定位系统. 2008(05)
[8]基于神经网络和PSO的机器人路径规划研究[J]. 成伟明,唐振民,赵春霞,陈得宝. 系统仿真学报. 2008(03)
[9]智能移动机器人技术现状及展望[J]. 徐国保,尹怡欣,周美娟. 机器人技术与应用. 2007(02)
博士论文
[1]煤矿探测机器人导航关键技术研究[D]. 田丰.中国矿业大学 2014
[2]激光雷达/惯性组合导航系统的一致性与最优估计问题研究[D]. 章大勇.国防科学技术大学 2010
[3]基于认知地图的移动机器人自主导航技术研究[D]. 陈凤东.哈尔滨工业大学 2009
[4]移动机器人自主导航中的路径规划与跟踪控制技术研究[D]. 成伟明.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]救援机器人结构设计优化及其运动学与动力学研究[D]. 寇彦芸.山东大学 2017
[2]基于单目视频路径与激光雷达的移动机器人导航方法研究[D]. 王佳.郑州大学 2017
[3]基于北斗定位系统的公共自行车设计研究[D]. 欧阳霜平.中国美术学院 2015
[4]基于ROS的自主式救援机器人SLAM和导航系统研究[D]. 祝甜一.东南大学 2015
[5]基于ARM平台的移动机器人路径规划研究[D]. 刘锴.上海工程技术大学 2015
[6]Galileo在轨验证卫星单点定位技术研究[D]. 罗小敏.中南大学 2014
[7]救援机器人导航定位控制系统设计与研究[D]. 魏小景.西安建筑科技大学 2013
[8]基于行为的移动机器人局部路径规划方法研究[D]. 宋颖丽.山东理工大学 2011
[9]面向室外移动机器人的路标定位系统[D]. 张栩.上海交通大学 2010
[10]GALILEO卫星导航信号的捕获及其跟踪处理的研究[D]. 邓云飞.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：2990456
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