实用型陪护机器人导航定位技术研究与系统软件开发

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zcy124589
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
随着传感器等领域的技术进步,智能机器人系统开始应用在服务行业中,开辟了机器人自主服务的新领域,服务机器人的研究和开发如今越来越受到企业界和商业界的重视。本文将从实用和成本考虑,研究和开发室内助老/助残机器人的定位方法,开发软件结构及其定位模块,其中,机器人本地控制软件旨在设计实用有效的陪护机器人软件系统,控制服务机器人运行,通过人机交互界面,方便用户操作。   本文首先对移动机器人定位方法进行了综述,指出定位技术的研究重点和发展趋势。然后介绍了常用的机器人传感器,重点介绍了机器人配置的里程计和声纳传感器,分析了声纳传感器相对于激光传感器的优缺点。HHR-0303服务机器人配备了8组声纳,精度比较低,针对这种情况,一方面采用软件方法对声纳数据进行处理,对超过1m的声纳数据放弃处理:另一方面,由于声纳的散射角较大,使得声纳数据不够准确,本课题由于受声纳测量范围的限制,采用运行过程中只允许机器人转90°,使机器人有较多的声纳垂直于障碍物,从而使得数据的准确性有所提高。   然后详细分析了卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法的优缺点,利用CARMEN平台对基于声纳的粒子滤波算法进行仿真,研究各种因素对定位的影响,仿真结果表明,机器人收敛速度较快,能够达到预期效果。   根据课题需要和实验室环境,结合卡尔曼滤波和粒子滤波算法的特点,针对陪护机器人配置的传感器的限制,对粒子滤波算法进行改进,选用基于高斯采样的粒子滤波算法。利用定位之初的障碍物信息估计机器人大体位置,随后进行高斯采样,加快粒子滤波收敛速度。   最后,本文在vc++环境下设计了机器人系统软件,包括仿真软件和控制软件两部分。能够实现环境地图读取、定位、路径规划等功能。在实验室环境下进行实验,主要做了定位和路径规划两组实验,通过对实验结果和数据的进一步分析讨论,验证了所提出方法的有效性。
其他文献
电脑绣花机是随着数控加工技术和电子技术迅速发展而发展起来的刺绣设备,作为一种典型的数控设备,它被广泛地应用于针织行业。虽然我国电脑绣花机产业发展迅速,但是国产基于A
网络控制系统是将网络作为控制闭环一部分的计算机控制系统。以太网传输速率快速增加和交换技术的发展,加速了网络控制系统的工程应用。本文对基于交换式以太网的网络控制系
随着挠性结构在空间技术、IT制造领域的广泛应用,其振动控制问题已成为研究热点。但由于挠性结构模型的不确定性,采用传统方法控制挠性结构很难达到满意的控制效果。针对挠性
随着现代计算机技术和互联网技术的飞速发展,嵌入式系统成为当前IT行业最热门的焦点之一。而ARM以其高性能低功耗的特性成为目前应用最广泛的32位嵌入式处理器,嵌入式Linux也
数据挖掘技术是近年来国际上在信息决策领域较为活跃的研究方向之一。作为数据挖掘的一种有力分析工具,聚类分析得到了人们的广泛关注。在众多待聚类的数据类型中,分类属性数
两相流(多相流)体系在工农业生产中涉及范围十分广泛,如石油工业中的油/气、油/水两相流等。过程层析成像技术就是从中飞速发展起来的一门新技术,与其它多相流参数检测技术和
众所周知非线性科学成为当代科学研究重要的前沿领域。近几十年来,随着科学技术的不断发展,各种非线性问题日益引起科学家和工程技术人员的兴趣和重视。特别是在近代物理和科学
建筑的首要目标是为人们提供舒适的居住环境,因此建筑内关于热舒适的研究引起了越来越多的关注,并在上个世纪得到充分的发展。尤其在当前全球性的城市化进程,气候变暖和资源
H.264/AVC是国际电信联盟(ITU-T)和国际标准组织的MPEG组联合组成的专家组(Joint Video Team,JVT)制定的新一代视频编码国际标准,这一编码标准可获得很高的编码效率,尤其是在
广义系统是一类比正常系统更具广泛形式的动力系统,经过三十余年的发展,广义系统的研究己从基础向纵深发展,涉及了从方形广义系统到矩形广义系统,从确定性到不确定性,从线性