基于ROS的未知环境下履带式机器人的自主建图导航技术研究
发布时间：2021-09-25 00:43
机器人被广泛应用于工业和生活服务业中,国内正处于旧房拆迁改造的时代趋势中,在改造过程中对周围未知环境提前探知成为具有挑战的任务,即时定位建图与导航是其中的两个关键点。针对机器人软件复用率差和环境适应能力弱的问题,本论文设计的机器人搭载了 ROS（Robot Operating System）系统,行走机构采用履带式。对机器人的系统软件进行模块化节点设计和开发,给出激光雷达数据节点、键盘操作节点、底盘控制节点、同时定位建图节点、路径规划导航节点以及其他辅助节点。针对履带式机器人的运动学问题,对履带式机器人进行运动学分析,将履带式机器人设计成两轮差速驱动,改变左右两主动轮的速度差值,控制机器人的旋转角度大小,从而准确运动到指定目标点。通过两主动轮上搭载的光电编码器,计算获得机器人相对于世界坐标的位姿变化,进一步得到履带式机器人的里程计控制信息。针对履带式机器人的定位建图问题,提出了一种改进重采样Rao-Blackwellized粒子滤波的同步定位与地图构建（RBPF-SLAM）算法,改善粒子权重退化和粒子匮乏造成栅格地图构建不精确的问题。通过仿真实验验证本文改进算法的可行性与准确性。采用基...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１楼房破拆实验图??履带式机器人拥有在高危险、高强度环境下作业的特殊性能，被大规模??
?山东大学硕士学位论文???世纪２０年代初，，美国的一家前沿机器人公司——Ｗｉｌｌｏｗ?Ｇａｒａｇｅ，第一次推??出一种新型的机器人操作系统——ＲＯＳ，如图１－２所示：??＿?鬭?ｉ；：２??ＳＴＡＩＲ?项目?２Ｇ１Ｇ?２０１２?２０１４?２０１７??？?Ｍｏｒｇａｎ?Ｑｕｉｇｌｅｙ?ＲＯＳ１．０?发布?第一届ＲＯＳｃｏｎ?ＲＯＳ?Ｉｎｄｉｇｏ发布?ＲＯＳ?２．０?Ａｒｄｅｎｔ发布??２００８?２０１１?２０１３?２０１６??Ｗｉｌｌｏｗ?Ｇａｒａｇｅ接手?Ｔｕｒｔ丨ｅＢｏｔ发布?ＯＳＲＦ接管?ＲＯＳ?Ｋｉｎｅｔｉｃ发布??Ｗｉｌｌｏｗ?？?Ｈ??图１－２?ＲＯＳ发展历程??伴随着机器人技术的快速发展，学者们对机器人领域研宄课题满怀激情??与憧憬，并相关理论不断深入挖掘，各种机器人公司的研发人员为降低成本??和提高开发效率，传统的研发系统已经跟不上时代的步伐。因此，ＲＯＳ开源??系统应运而生，该系统的出现从根本上解决了机器人开发过程中出现的上述??问题，大大提高了代码的通用性与移植性，使机器人的开发效率大幅度升高，??该机器人操作系统一经发布，迅速引起了开发者的研究和使用热潮。ＲＯＳ机??器人操作系统跟计算机的ｗｉｎｄｏｗ操作系统相似，并且在机器人硬件方面，??该系统能较好的兼容，不同的硬件之间可以相互匹配，在机器人软件方面，??该系统有通讯的接口以及通讯协议，以便于实现语言之间的通信，从而提高??机器人开发效率［１Ｑ］，缩短机器人更新周期。在该系统的统筹管理下，机器人??硬件与软件可得到长足发展。像我们常见的Ｂｌｕｅ?Ｒｉｖｅ?，?Ｃ１?ｅａｒＰａｔｈ，??Ｎｅｕｒａｌａ，Ｒｅｔｈ
?山东大学硕士学位论文????國??ｐ－＇Ｓ?Ｉｆ??（ａ）?ＰＲ２??３ｍ??（ｂ）Ｔｕｒｔｌｅｂｏｔ?（ｃ）?ＲＯＳ－ｂａｓｅｄ?ＯＳＳ??１偏??（ｄ）?ＮＡＳＡ?的?Ｒｏｂｏｎａｕｔ??图１－３?ＲＯＳ机器人??１．２．２?ＳＬＡＭ?技术??ＳＬＡＭ作为一个拥有漫长研究历史的课题，在该领域的研究初期，人们??把大部分精力放在了各种传感器上，不断改进传感器的运行速度以及测量精??度，例如激光雷达和声呐等。随着研宄的不断深入，逐渐发现由传感器产生??的测量误差以及计算误差对ＳＬＡＭ算法产生很大影响，并且ＳＬＡＭ算法需??５??
本文编号：3408752
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１楼房破拆实验图??履带式机器人拥有在高危险、高强度环境下作业的特殊性能，被大规模??
?山东大学硕士学位论文???世纪２０年代初，，美国的一家前沿机器人公司——Ｗｉｌｌｏｗ?Ｇａｒａｇｅ，第一次推??出一种新型的机器人操作系统——ＲＯＳ，如图１－２所示：??＿?鬭?ｉ；：２??ＳＴＡＩＲ?项目?２Ｇ１Ｇ?２０１２?２０１４?２０１７??？?Ｍｏｒｇａｎ?Ｑｕｉｇｌｅｙ?ＲＯＳ１．０?发布?第一届ＲＯＳｃｏｎ?ＲＯＳ?Ｉｎｄｉｇｏ发布?ＲＯＳ?２．０?Ａｒｄｅｎｔ发布??２００８?２０１１?２０１３?２０１６??Ｗｉｌｌｏｗ?Ｇａｒａｇｅ接手?Ｔｕｒｔ丨ｅＢｏｔ发布?ＯＳＲＦ接管?ＲＯＳ?Ｋｉｎｅｔｉｃ发布??Ｗｉｌｌｏｗ?？?Ｈ??图１－２?ＲＯＳ发展历程??伴随着机器人技术的快速发展，学者们对机器人领域研宄课题满怀激情??与憧憬，并相关理论不断深入挖掘，各种机器人公司的研发人员为降低成本??和提高开发效率，传统的研发系统已经跟不上时代的步伐。因此，ＲＯＳ开源??系统应运而生，该系统的出现从根本上解决了机器人开发过程中出现的上述??问题，大大提高了代码的通用性与移植性，使机器人的开发效率大幅度升高，??该机器人操作系统一经发布，迅速引起了开发者的研究和使用热潮。ＲＯＳ机??器人操作系统跟计算机的ｗｉｎｄｏｗ操作系统相似，并且在机器人硬件方面，??该系统能较好的兼容，不同的硬件之间可以相互匹配，在机器人软件方面，??该系统有通讯的接口以及通讯协议，以便于实现语言之间的通信，从而提高??机器人开发效率［１Ｑ］，缩短机器人更新周期。在该系统的统筹管理下，机器人??硬件与软件可得到长足发展。像我们常见的Ｂｌｕｅ?Ｒｉｖｅ?，?Ｃ１?ｅａｒＰａｔｈ，??Ｎｅｕｒａｌａ，Ｒｅｔｈ
?山东大学硕士学位论文????國??ｐ－＇Ｓ?Ｉｆ??（ａ）?ＰＲ２??３ｍ??（ｂ）Ｔｕｒｔｌｅｂｏｔ?（ｃ）?ＲＯＳ－ｂａｓｅｄ?ＯＳＳ??１偏??（ｄ）?ＮＡＳＡ?的?Ｒｏｂｏｎａｕｔ??图１－３?ＲＯＳ机器人??１．２．２?ＳＬＡＭ?技术??ＳＬＡＭ作为一个拥有漫长研究历史的课题，在该领域的研究初期，人们??把大部分精力放在了各种传感器上，不断改进传感器的运行速度以及测量精??度，例如激光雷达和声呐等。随着研宄的不断深入，逐渐发现由传感器产生??的测量误差以及计算误差对ＳＬＡＭ算法产生很大影响，并且ＳＬＡＭ算法需??５??
本文编号：3408752
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3408752.html
