室内定位导航系统的研究与应用

发布时间：2021-04-07 16:30

　　现今阶段无论是在服务行业还是对于个人家庭,机器人已经大量被广泛应用。对于家庭小型打扫机器人需要防止碰撞墙壁的同时还需要将墙角、墙沿打扫干净;对于自主高档机器人餐厅,要求送餐机器人能够从厨房运送餐物至顾客桌边,这就需要精确的室内定位技术以及导航系统。如果能够赋予机器人最佳的室内定位和室内导航方法,将很大程度的提高机器人工作效率。基于此背景,本文对室内自主导航系统进行了一系列的应用研究,主要包括室内红外固定信标的定位系统、改进粒子群算法的路径规划、基于里程计的室内导航等。本文针对特定的室内环境,工作研究的主要内容有:首先,设计了基于室内红外信标的定位系统。该定位系统是由红外信标、移动机器人小车接收摄像头、摄像头垂直和水平方向转动部分、垂直和水平方向角度传感器部分组成。红外信标预先固定在室内墙壁上方,无论机器人小车移动与否,机器人小车上的摄像头始终追踪红外固定信标。当机器人小车移动之后,读取垂直和水平方向角度值与系统初始化之时的角度差值,通过此角度差值和信标的位置信息计算机器人小车的室内坐标。其次,由于得到的定位数据存在误差,通过K-grouping误差补偿算法将室内定位数据进行处理,得到较... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

DWM1000实物图

激光室内定位示意图

2.3 导航技术室内导航是指自主移动设备在已经完成路径规划的基础上，使机器人从路径的起始点按照规划的路径准确无误的到达给点终点的过程。主流的导航技术有视觉导航、地磁导航、里程计导航和惯性导航等，在下文中介绍视觉导航技术和里程计导航技术以供参考。2.3.1 视觉导航技术视觉导航技术主要原理为：在机器人沿着规划路径行走时，移动机器人利用摄像机等对周围环境得感知，通过分析摄像机采集的图像信息，以达到机器人能够按照规定路径行走的目的[31,32]。在视觉导航技术中，大部分都是使用人工路标的方法，通过对人工路标信息的辨识来判别路径上机器人的位置，从而达到导航的目的。人工路标的形式有多种，例如下图 2-3 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的车载智能风扇系统的设计与实现[J]. 彭璐佳,张莉萍,黄勃,谭莲子,童宏伟.  传感器与微系统. 2018(12)
[2]改进A*算法在机器人室内路径规划中的应用[J]. 陈若男,文聪聪,彭玲,尤承增.  计算机应用. 2019(04)
[3]基于视觉导航的巡检机器人双模控制研究[J]. 薛阳,张晓宇,江天博,陈明超,张茂胜.  控制工程. 2018(11)
[4]室内环境下基于最优路径规划的PSO-ACO融合算法[J]. 刘俊,徐平平,武贵路,彭杰.  计算机科学. 2018(S2)
[5]基于改进蚁群算法的机器人焊接路径规划[J]. 吴明晖,黄海军,王先伟.  焊接学报. 2018(10)
[6]服务机器人导航与路径规划技术研究[J]. 何宁,赵彬,毛欣.  机械设计与制造. 2018(10)
[7]基于RSSI极大似然估计定位算法的改进与实现[J]. 詹华伟,詹海潮,赵勇.  河南师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[8]室内导航与定位技术发展综述[J]. 刘公绪,史凌峰.  导航定位学报. 2018(02)
[9]基于红外通信的室内定位系统研制[J]. 岳学彬,李恒毅,马立奇.  自动化应用. 2017(11)
[10]基于IBeacon的室内定位技术发展综述[J]. 刘恺,张仕斌.  科技风. 2017(02)

硕士论文
[1]基于UWB与惯导融合的室内导航系统研究[D]. 陈诺.哈尔滨工业大学 2018
[2]惯性/地磁组合导航匹配算法研究[D]. 黄黎平.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于神经网络的移动机器人路径规划方法研究[D]. 宫孟孟.哈尔滨工业大学 2017
[4]基于人工路标的室内机器人导航方法研究与实现[D]. 黄露.中国科学技术大学 2017
[5]基于GPS/SINS/里程计的智能车导航定位算法研究[D]. 宋志雪.北京工业大学 2017
[6]泛在环境下的无线定位优化技术研究[D]. 李蕾.北京交通大学 2017
[7]基于LED可见光的室内定位算法研究[D]. 胡晴晴.大连海事大学 2016



本文编号：3123804