室内移动机器人激光雷达导航算法研究

发布时间：2021-12-10 11:20

　　机器人技术的高速发展把人类引入了一个新的纪元,未来各种服务机器人将遍布千家万户。本文以室内移动机器人为研究背景,研究了机器人执行室内导航任务时各个关键子模块的算法。由于室内移动机器人对于定位建图精度和系统实时性都有着严苛的要求,本文从传感器采集的原始数据入手,对各个模块的主流算法进行分析改进。为了对激光雷达由于载体旋转所产生的运动畸变进行去除,提高定位建图的精度。首先建立了激光雷达的数学模型,分析了两种主流的畸变去除方法。建立了机器人的运动学模型后,通过对轮式里程计的标定,大大提高了其位置估计精度。在此基础之上,采用线性插值与非线性插值相结合的方法,基于里程计的测量信息对激光雷达产生的运动畸变进行去除。分析了主流激光激光雷达同时定位与建图算法的机理,并在室内不同范围大小的环境中进行了仿真对比试验,选择了一种建图精度较高、计算复杂度适中的激光雷达同时定位与建图算法,并在此基础之上进行改进,它对原算法中一个复杂分布进行简化,在保证采样不失真的前提下用正态分布对其进行替换,并给出了求该正态分布均值和方差的基于求和的简单方法。针对蒙特卡洛算法在全局定位中有时会失效的问题,引入了随机粒子,基于随... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同类型的智能机器人现代社会的高速发展对机器人也提出了新的更高的要求，尤其是对机器人的

图 1-2 SLAM 模型分被广泛应用的同时定位和建图(SLAM)算法虽然他们都具有这样一个相同的特点[2]：十分依赖于概味着采集、处理和分析的数据都是来自传感器测

图 1-3 基于图优化的 SLAM 方法模型化的 SALM 算法最早由 Lu 和 Milios[8]提出，在索位姿约束。然而，由于复杂的计算过程中需要设想是不切实际的。Thrun 等人[9,10]又进一步提出

【参考文献】：
期刊论文
[1]栅格地图注记一致性探测与度量[J]. 沈意浪,艾廷华.  武汉大学学报(信息科学版). 2017(06)
[2]Bezier曲线与A*算法融合的移动机器人路径规划[J]. 郭江,肖宇峰,刘欣雨,陈丽.  微型机与应用. 2017(02)
[3]改进蚁群算法求解移动机器人路径规划[J]. 张成,凌有铸,陈孟元.  电子测量与仪器学报. 2016(11)
[4]线性最小二乘法的RSSI定位精确计算方法[J]. 袁鑫,吴晓平,王国英.  传感技术学报. 2014(10)
[5]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划[J]. 潘杰,王雪松,程玉虎.  中国矿业大学学报. 2012(01)
[6]基于土地利用信息的区域可持续发展评价方法[J]. 刘海,陈晓玲,黄蓉,陆建忠,蔡晓斌,李辉,吴君峰,宋珍,于之峰.  农业工程学报. 2011(11)
[7]路径规划算法及其应用综述[J]. 张广林,胡小梅,柴剑飞,赵磊,俞涛.  现代机械. 2011(05)
[8]一种基于模糊逻辑的滚动窗口路径规划方法[J]. 杜宇上.  现代电子技术. 2010(13)
[9]非线性优化GM（1,N）模型及其应用研究[J]. 周伟,方志耕.  系统工程与电子技术. 2010(02)
[10]基于遗传模拟退火算法的移动机器人路径规划[J]. 杜宗宗,刘国栋.  计算机仿真. 2009(12)

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]基于激光雷达的数字化精密测量技术研究[D]. 朱筱茵.长春理工大学 2010
[3]基于局部子图匹配的SLAM解决方法[D]. 丁帅华.复旦大学 2009



本文编号：3532522