基于智能空間的服務(wù)機(jī)器人定位與構(gòu)圖技術(shù)研究.pdf

1、家庭服務(wù)機(jī)器人的同步定位和地圖構(gòu)建(SLAM)技術(shù)是機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)的前沿與關(guān)鍵問(wèn)題，也是服務(wù)機(jī)器人研究的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。由于家庭環(huán)境中物品雜亂，相對(duì)比較復(fù)雜，服務(wù)機(jī)器人很難快速準(zhǔn)確地建立環(huán)境地圖并精確地確定自身的位姿，將智能空間和機(jī)器人SLAM技術(shù)相結(jié)合可以很好地解決該問(wèn)題。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 1)分析了智能空間和SLAM問(wèn)題的研究現(xiàn)狀及相關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)，根據(jù)問(wèn)題的一般模型和目前所存在的難點(diǎn)，結(jié)合智能空間技術(shù)提出了解決方案，給

2、出了智能空間下服務(wù)機(jī)器人SLAM的基本步驟，并對(duì)其中的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵問(wèn)題做了詳細(xì)介紹。 2)給出了環(huán)境的三維立體混合特征地圖構(gòu)建方法，以更加詳細(xì)地描述環(huán)境，提高SLAM算法的速度。首先利用雙目立體視覺(jué)傳感器提取環(huán)境特征，提取環(huán)境中物體的Harris角點(diǎn)，通過(guò)立體匹配算法獲取角點(diǎn)的三維幾何信息，同時(shí)還要獲取環(huán)境的這些幾何特征對(duì)應(yīng)的圖像特征信息，并將這些混合信息進(jìn)行綁定，作為實(shí)時(shí)更新信息存入智能空間信息庫(kù)中，從而構(gòu)建出混合特征地圖。

3、 3)給出了基于智能空間的SLAM具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。建立起機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和觀測(cè)模型，并對(duì)該模型進(jìn)行重構(gòu)以實(shí)現(xiàn)線性化，結(jié)合機(jī)器人實(shí)時(shí)地與智能空間進(jìn)行信息交互，依靠混合特征地圖中的圖像特征信息實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，然后利用卡爾曼濾波算法處理信息的不確定性，估計(jì)出機(jī)器人的位姿，并保存信息更新地圖。 4)研究了家庭環(huán)境下服務(wù)機(jī)器人的識(shí)別定位技術(shù)。采用了兩種不同的識(shí)別方法：對(duì)于環(huán)境中不相似的物體，利用SLFT特征匹配算法識(shí)別物體；對(duì)