移动机器人SLAM与路径规划方法研究

  • 移动机器人SLAM与路径规划方法研究已关闭评论
  • 73 views
  • A+
所属分类:AGV设计资料
摘要

自动搬运是现代物流仓库实现自动化、智能化的基础。自主移动机器人相对于传送带与传统AGV,面对未知环境有探索和决策能力,具有柔性强、可重构环境的优点。本文对自主移动机器人同时定位与地图构建、路径规划方法进行了深入研究,主要内容如下:
  首先,同时定位与地图构建方法研究。建立了本研究的系统模型以及同时定位与建图的数学模型,分析其关键问题。然后,分别对EKF-SLAM和FAST-SLAM算法进行原理分析和仿真分析。仿真实验表明:两种算法均可以取得较好仿真效果,但FAST-SLAM算法的追踪误差较小、更适应实际环境。
  其次,提出了蜘蛛群居算法的改进策略。为了提高算法搜索性,避免其出现局部最优情况,对蜘蛛群居算法进行了改进。结果表明:蜘蛛群居混合优化算法的优化结果更接近最优值。接着,借助MATLAB模拟环境进行仿真实验,仿真实验表明:蜘蛛群居混合优化算法在全局路径规划中具有较好的可行性;其规划出的最短路径较短。
  最后,实现了基于视觉的自主移动机器人自主导航系统。设计了基于ROS机器人操作系统的自主移动机器人样机,样机利用深度摄像机RGB-D代替激光雷达提供二维点云信息,然后对RGB和Depth信息进行特征匹配、点云拼接实验,在此基础上实现了实验室条件下的同时定位与地图构建与自主导航。实验表明:基于视觉的移动机器人自主导航系统可以较好的实现室内自主导航。

论文目录
摘要
ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题研究背景
1.1.1 移动机器人在物流领域的应用
1.1.2 自主移动机器人的研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 移动机器人研究现状
1.2.2 SLAM研究现状
1.2.3 路径规划研究现状
1.3 课题研究目的
1.4 课题研究内容

第二章 自主导航相关问题及系统模型研究

2.1 引言
2.2 移动机器人导航相关问题
2.2.1 机器人定位
2.2.2 环境地图的表示
2.2.3 同时定位与地图构建
2.2.4 路径规划
2.3 移动机器人系统模型的建立
2.3.1 坐标系统模型
2.3.2 运动及里程计模型
2.3.3 环境路标模型
2.3.4 传感器观测模型
2.4 本章小结

第三章 同时定位与地图构建方法研究

3.1 引言
3.2 同时定位与地图构建问题
3.2.1 SLAM问题数学描述
3.2.2 SLAM关键问题
3.3 EKF-SLAM算法
3.3.1 卡尔曼滤波器
3.3.2 基于卡尔曼滤波器的SLAM算法
3.4 FAST-SLAM算法
3.4.1 粒子滤波器
3.4.2 基于RBPF的FAST-SLAM算法
3.5 仿真结果与分析
3.6 本章小结

第四章 基于蜘蛛群居算法的全局路径规划方法研究

4.1 引言
4.2 环境模型
4.3 蜘蛛群居算法
4.3.1 设定初始值
4.3.2 雌性蜘蛛协作
4.3.3 雄性蜘蛛协作
4.3.4 雌、雄蜘蛛的交互
4.4 基于引力搜索和蜘蛛群居混合优化算法
4.4.1 自身调节因子改进
4.4.2 优化邻域搜索
4.4.3 优化全局搜索
4.4.4 引入引力搜索
4.5 改进的蜘蛛群居算法的函数评定
4.5.1 寻优步骤
4.5.2 测试函数
4.5.3 测试结果
4.6 蜘蛛群居混合优化算法的移动机器人路径规划
4.7 仿真实验及分析
4.8 本章小结

第五章 基于视觉的移动机器人综合实验

5.1 引言
5.2 实验软件平台
5.2.1 Ubuntu系统环境
5.2.2 开源机器人操作系统(ROS)及其优点
5.3 实验硬件平台
5.4 实验环境的配置
5.5 室内SLAM综合实验
5.5.1 特征匹配实验
5.5.2 点云拼接实验
5.5.3 基于视觉的室内同时定位与地图构建实验
5.5.4 自主导航实验
5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢

抱歉,此资源仅限赞助会员下载,请先
注意:本站资源多为网络收集,如涉及版权问题请及时与站长联系QQ:2766242327,我们会在第一时间内与您协商解决。如非特殊说明,本站所有资源解压密码均为:agvba.com。
weinxin
微信公众号
agvba是一个分享AGV知识和agv案例视频的网站。