多传感器融合的无人船定位与导航
发布时间：2021-04-06 06:34
机器人时代的到来,越来越多的智能机器人出现,这些机器人给人类社会带来了巨大的效益。随着无人配送车和无人机的大量商用化,计算机技术和通信技术的高速发展,无人船也将迎来发展黄金时段。国外无人船技术相对比较发达,国内无人船技术发展较晚,从2008年“天象一号”无人船出现至今,国内无人船技术虽有了较大的进步,并有部分无人船实现了商用化,但有人驾驶船舶仍是市场主流,原因在于无人船技术的不成熟。无人船的自主定位是无人船无人化的基础,良好的自主导航方法是无人船实现自身价值的第一步。传统无人船使用GPS完成自身定位,该方式定位精度有限且会因无人船卫星信号不佳导致定位失败。针对无人船定位与导航问题,本文在实际工程中,通过多传感器融合来实现无人船的准确定位,在GPS/IMU融合定位后,使用SLAM的方式将GPS/IMU和激光数据进行融合,做无人船的进一步定位及水域地图创建。在准确定位和高精度水域地图的基础上,给无人船设定多目标点,通过多次混合路径规划,实现无人船的自主巡航。本文的主要工作如下:（1）使用GPS/IMU松耦合的方式提高卫星定位的精度和稳定性。（2）在GPS/IMU定位基础上通过SLAM的方式...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生活中的机器人
西南科技大学硕士学位论文2替人工完成高风险作业，尤其在2020年1月份爆发的COVID-19病毒事件中，有定点医院采用“消毒机器人”[8]为医院进行巡检消毒，大大降低了人传人的感染风险，部分城市中使用无人机进行街道巡逻，检测行人是否佩戴医用口罩，无人机在空中行驶，不仅不受地面正常交通规则的限制，且视角也远比人开阔，且体积更小，机动性强，节省人力物力的同时，也可避免人与人的接触。图1-2京东无人仓机器人Figure1-2Jingdongunmannedwarehouserobot在智能机器人蓬勃发展的今天，无人车和无人机大量的出现在人们视野中，无人船作为智能机器人中的一个分支，亦发挥着巨大的作用。在军事领域中，无人船以体积孝成本低、机动性好、隐蔽性好的优点，常应用于侦察、搜索、排雷等高危险的军事任务中。在民用领域中，无人船常用于河道和水底地形测绘和水质检测等场景。我国领土面积为960万平方公里，领海面积约300万平方公里，内陆水域总面积为17.47万公顷[9]，水域资源丰富，水域总面积辽阔。这些水域的地形勘测，水质检测以及水面漂浮物清理等工作工作量巨大，人工的方式无法满足工作需求，无人船[10]因其体积小，成本低，机动性好，可以搭载不同传感器等优点，比人工的方式更具有优势。因此无人船无论在军用领域[11][12]还是民用领域都有着较为广阔的应用前景和应用市常图1-3无人船Figure1-3Unmannedship
无人船Figure1-3Unmannedship
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进RRT*的室内机器人路径规划算法[J]. 杨也,倪建军,陈一楠,陈颜. 计算机测量与控制. 2020(01)
[2]京东无人科技引领物流行业发展——访京东集团副总裁、X事业部总裁肖军[J]. 任芳,江宏. 物流技术与应用. 2019(02)
[3]无人船发展现状及其关键技术综述[J]. 陈映彬. 科学技术创新. 2019(02)
[4]GPS/MEMS-IMU松耦合导航系统的设计[J]. 李哲,刘强,王箫杨. 舰船电子工程. 2018(12)
[5]人工智能、机器人与经济发展研究进展综述[J]. 刘涛雄,刘骏. 经济社会体制比较. 2018(06)
[6]云洲:让中国无人船驶向世界[J]. 刘启强,宋子夷. 广东科技. 2018(07)
[7]探秘京东全流程无人仓[J]. 宋杰. 中国经济周刊. 2018(22)
[8]国内外无人船发展现状及未来前景[J]. 曹娟,王雪松. 中国船检. 2018(05)
[9]多机器人领航-跟随型编队控制[J]. 师五喜,王栋伟,李宝全. 天津工业大学学报. 2018(02)
[10]浅析自动化技术在智能物流系统中的应用——以京东无人仓库为例[J]. 从行健. 中国战略新兴产业. 2018(04)
博士论文
[1]基于预测控制的无人船运动控制方法研究[D]. 柳晨光.武汉理工大学 2017
[2]差分GPS/INS组合定位定姿及其在MMS中的应用[D]. 孙红星.武汉大学 2004
硕士论文
[1]基于SLAM的三维激光测量技术研究[D]. 黄荣恩.华南理工大学 2018
[2]基于北斗的无人船艇的数据传输系统研究[D]. 方超.集美大学 2017
[3]无人船路径规划算法研究[D]. 孟祥杜.天津理工大学 2017
[4]无人监测船远程控制系统的研究[D]. 王魏.浙江大学 2014
[5]高校校园无线网络的构建和应用[D]. 谭荣艺.华南理工大学 2012
[6]GPS/INS组合导航系统研究及实现[D]. 李倩.上海交通大学 2010
[7]基于S-57国际标准的电子海图显示与导航系统[D]. 李兴锋.西安电子科技大学 2007
本文编号：3120959
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生活中的机器人
西南科技大学硕士学位论文2替人工完成高风险作业，尤其在2020年1月份爆发的COVID-19病毒事件中，有定点医院采用“消毒机器人”[8]为医院进行巡检消毒，大大降低了人传人的感染风险，部分城市中使用无人机进行街道巡逻，检测行人是否佩戴医用口罩，无人机在空中行驶，不仅不受地面正常交通规则的限制，且视角也远比人开阔，且体积更小，机动性强，节省人力物力的同时，也可避免人与人的接触。图1-2京东无人仓机器人Figure1-2Jingdongunmannedwarehouserobot在智能机器人蓬勃发展的今天，无人车和无人机大量的出现在人们视野中，无人船作为智能机器人中的一个分支，亦发挥着巨大的作用。在军事领域中，无人船以体积孝成本低、机动性好、隐蔽性好的优点，常应用于侦察、搜索、排雷等高危险的军事任务中。在民用领域中，无人船常用于河道和水底地形测绘和水质检测等场景。我国领土面积为960万平方公里，领海面积约300万平方公里，内陆水域总面积为17.47万公顷[9]，水域资源丰富，水域总面积辽阔。这些水域的地形勘测，水质检测以及水面漂浮物清理等工作工作量巨大，人工的方式无法满足工作需求，无人船[10]因其体积小，成本低，机动性好，可以搭载不同传感器等优点，比人工的方式更具有优势。因此无人船无论在军用领域[11][12]还是民用领域都有着较为广阔的应用前景和应用市常图1-3无人船Figure1-3Unmannedship
无人船Figure1-3Unmannedship
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进RRT*的室内机器人路径规划算法[J]. 杨也,倪建军,陈一楠,陈颜. 计算机测量与控制. 2020(01)
[2]京东无人科技引领物流行业发展——访京东集团副总裁、X事业部总裁肖军[J]. 任芳,江宏. 物流技术与应用. 2019(02)
[3]无人船发展现状及其关键技术综述[J]. 陈映彬. 科学技术创新. 2019(02)
[4]GPS/MEMS-IMU松耦合导航系统的设计[J]. 李哲,刘强,王箫杨. 舰船电子工程. 2018(12)
[5]人工智能、机器人与经济发展研究进展综述[J]. 刘涛雄,刘骏. 经济社会体制比较. 2018(06)
[6]云洲:让中国无人船驶向世界[J]. 刘启强,宋子夷. 广东科技. 2018(07)
[7]探秘京东全流程无人仓[J]. 宋杰. 中国经济周刊. 2018(22)
[8]国内外无人船发展现状及未来前景[J]. 曹娟,王雪松. 中国船检. 2018(05)
[9]多机器人领航-跟随型编队控制[J]. 师五喜,王栋伟,李宝全. 天津工业大学学报. 2018(02)
[10]浅析自动化技术在智能物流系统中的应用——以京东无人仓库为例[J]. 从行健. 中国战略新兴产业. 2018(04)
博士论文
[1]基于预测控制的无人船运动控制方法研究[D]. 柳晨光.武汉理工大学 2017
[2]差分GPS/INS组合定位定姿及其在MMS中的应用[D]. 孙红星.武汉大学 2004
硕士论文
[1]基于SLAM的三维激光测量技术研究[D]. 黄荣恩.华南理工大学 2018
[2]基于北斗的无人船艇的数据传输系统研究[D]. 方超.集美大学 2017
[3]无人船路径规划算法研究[D]. 孟祥杜.天津理工大学 2017
[4]无人监测船远程控制系统的研究[D]. 王魏.浙江大学 2014
[5]高校校园无线网络的构建和应用[D]. 谭荣艺.华南理工大学 2012
[6]GPS/INS组合导航系统研究及实现[D]. 李倩.上海交通大学 2010
[7]基于S-57国际标准的电子海图显示与导航系统[D]. 李兴锋.西安电子科技大学 2007
本文编号：3120959
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