未知环境下移动机器人实时避障及定位研究

被引量 : 21次 | 上传用户:nhb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在自主移动机器人相关技术的研究中,导航技术是其研究核心。移动机器人导航要求移动机器人通过传感器感知环境和自身状态,实现在动态的、有障碍物的环境中自主运动。而避障和定位是导航研究的两个基本问题。在移动机器人导航控制理论与方法研究中,确定性环境的导航控制方法已取得很好的成果。与在已知环境中相比,机器人在环境完全未知且有动态障碍物的情况下需要在线探测障碍物且给出控制策略,使得导航更加困难。本文主要针对未知环境下移动机器人实时动态避障及定位问题进行了研究,考虑里程计定位的无界累加误差和动态障碍物环境下实时障碍躲避需要,提出了一种有效的避障定位的策略。 本文首先对移动机器人避障的环境信息采集系统进行了详尽阐述,在第二章中就移动机器人运动控制和主要传感器模型进行了讨论,建立了激光测距仪和里程计的误差模型,并分别对其误差来源和影响进行了分析。 针对动态时变未知环境下缺乏有效避障方法的实际情况,第三章中提出了一种基于感知—动作的避障角度搜索策略用于完全未知环境下移动机器人实时避障。同时,基于本文提出的避障策略就避障运动控制中的一些实际情况,对避障行为中障碍信息提取、机器人旋转方向选择和安全距离的选取等问题进行了详细探讨。 第四章在对目前常用自定位方法进行分析的基础上,对常规测程法进行了改进,利用数字罗盘所获得的方向信息对里程计定位模型进行了修正,解决了定位过程中的方向迷失问题,并且对里程计定位中的系统误差和驱动轮打滑误差进行了校核和补偿,进一步提高了定位的精度。 为了验证本文提出的避障定位方法的有效性和可行性,在Grandar AS-R移动机器人平台上分别设计了室内环境下的实时避障及定位、系统误差UMBmark校核以及轮子打滑校核实验,文章的最后一章给出了实验数据及分析。实验结果表明,该方法对于静态和动态障碍物都能很好的实时躲避,具有很强的抗干扰性和较高的定位精度。
其他文献
当今世界,司法民主化乃不可阻遏之趋势,陪审制度既是普通民众参与审判的一种重要方式,亦为实现司法民主之手段。陪审制度的重要性已为大家所共识,但是由于人民陪审制度在实际
公司机关包括股东会、董事会、监事会,其中董事会在公司机关中处于重要地位。各国公司法一方面不同程度赋予董事会更多职权,另一方面也对董事的义务责任做出规定,以达到既鼓励公
天津市水资源严重短缺,水资源供需矛盾日益突出,已成为制约经济发展和社会进步的瓶颈因素,水问题已成为政府与社会关注的焦点。本文运用价格理论、微观经济学、可持续发展及
随着知识经济的迅猛发展,知识创新、技术创新、高新技术产业化等问题日益成为世界各国关注的焦点及其综合国力竞争的核心,其中特别是高新技术已成为各国在竞争中耿胜的“制高点
通过对石墨化针状焦进行酚醛树脂包覆,提高其用作锂离子电池负极材料时的首次库仑效率和循环性能。结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微技术(SEM)等分析手段研究发现:未包覆的石墨化
2008年国家启动转基因植物新品种培育重大专项,同时,开展了转基因产品标准物质研制工作,介绍了转基因产品标准物质的概念和作用、种类及其优缺点、研制现状,对今后的标准物质
建立了完整的小型空调系统的动态仿真模型。以稳态集中参数法建立了压缩机模型;以分区集中参数法建立了蒸发器和冷凝器模型,并在模型中考虑了蒸发器管内流型及换热系数的变化
我国国有企业改革20多年经历了放权让利、利改税、承包制等阶段之后,虽然一定程度上取得了相当的进步,但终究没能走出困境,还有许多深层次的问题存在,其根本原因是产权没变。马克
为了有效减少或避免人为失误引起的船舶碰撞事故的发生、适应船舶配员减少的发展趋势、促进船舶自动化的研究,保证船舶海上航行安全,本文在对船舶避碰原理进行深入研究的基础上
针对粒子群优化算法(PSO)存在的早熟收敛问题,通过将种群的繁殖机制引入量子粒子群优化算法(QPSO),提出了一种混合量子粒子群优化算法(HQPSO),将该算法应用于无人飞行器的三