智能移动机器人的开发与研究

发布时间：2017-12-06 23:12

  本文关键词：智能移动机器人的开发与研究

  更多相关文章： 智能移动机器人 固定视点 视觉标定 最小二乘法 SLAM 路径规划

【摘要】：近年来智能移动机器人已经成为了机器人研究的热点且具有广阔的应用前景。智能移动机器人技术涵盖了结构设计、视觉标定、SLAM(即时定位与地图构建)、路径规划、多传感器信息融合等多方面的技术,本文对目前先进的机器人技术进行了研究总结,开发设计了完整的智能移动机器人系统。本文首先对移动机器人的本体进行了设计,采用独立两轮驱动方式的底盘以及六自由度的机械臂,并且分析了底盘与机械臂的正逆运动学,为控制算法的设计提供了理论基础。固定视点的机器人视觉标定包含摄像机标定以及摄像机与基座关系的标定,本文研究的标定算法可一次性完成以上两个任务,摄像机标定采用张正友标定算法,摄像机与基座关系的标定中引入了最小二乘法,实验证明该算法具有操作简单、求解速度快并且结果精度高等特点,具有很强的实用性。基于图优化的SLAM算法包括前端、回环检测和后端优化三个部分,为了提高SLAM系统的实时性,在前端引入了scan to submap的扫描匹配算法,并在回环检测中加入了更多的位姿约束,保证了系统的精度以及稳定性。在后端优化中推导出了最终的优化目标函数,并利用通用图优化库g2o对位姿图进行了优化,最终得到了一致性更强的地图数据。最后对智能机器人做了综合实验,进一步验证了本文所提算法的可靠性和稳定性,在机器人自主导航和抓取实验中采用了Dijkstra全局路径规划算法和动态窗口局部路径规划算法。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

【参考文献】

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本文编号：1260290