基于激光傳感器的移動(dòng)機(jī)器人定位和地圖構(gòu)建研究.pdf

1、本文對(duì)室內(nèi)自主移動(dòng)機(jī)器人的定位和地圖構(gòu)建方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和分析，重點(diǎn)是機(jī)器人的定位方法的研究。 當(dāng)機(jī)器人初始位姿已知時(shí)的定位方法稱為局部定位或位姿跟蹤。本文以履帶式自主移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象，以激光傳感器和數(shù)字羅盤為主要數(shù)據(jù)源，運(yùn)用了以下兩種定位方法進(jìn)行了研究與實(shí)驗(yàn)： 首先，本文開發(fā)了基于Unscented卡爾曼濾波器(UKF)的移動(dòng)機(jī)器人位姿跟蹤算法。該算法用二維平面激光傳感器測(cè)量環(huán)境數(shù)據(jù)，用里程計(jì)測(cè)量運(yùn)動(dòng)信息，應(yīng)用

2、哈夫變換分簇和最小二乘法提取直線段特征參數(shù)，然后基于UKF算法，用運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行位姿預(yù)測(cè)，用直線測(cè)量模型進(jìn)行位姿更新，從而得到更新后的機(jī)器人實(shí)際位姿的估計(jì)。 其次，針對(duì)室內(nèi)自主移動(dòng)機(jī)器人，提出了一種基于柵格地圖的相位相關(guān)定位算法。在獲得激光傳感器掃描數(shù)據(jù)后，該方法用柵格模型來(lái)構(gòu)造二維環(huán)境地圖。再將相鄰兩時(shí)刻的柵格地圖利用傅氏變換的相位相關(guān)理論，對(duì)具有平移、旋轉(zhuǎn)的兩幅圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，進(jìn)而根據(jù)每個(gè)柵格代表的實(shí)際距離得到機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)動(dòng)