室内全向移动机器人系统设计及导航方法研究

论文目录

摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究背景意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 移动机器人
1.3.2 语义地图
1.3.3 路径规划
1.3.4 机器人定位
1.3.5 局部动态避障
1.4 研究内容
第2章 基于Mecanum轮全方位移动机器人系统设计
2.1 引言
2.2 设计指标及总体设计方案
2.2.1 全方位移动机器人需求及功能
2.2.2 系统设计方案
2.3 机器人本体结构
2.3.1 机器人本体构型
2.3.2 独立悬架组件校核
2.4 Mecanum轮式驱动模块
2.4.1 直流伺服电机动态特性分析
2.4.2 伺服控制策略
2.4.3 硬件电路设计
2.4.4 软件程序及实现
2.4.5 驱动模块设计
2.5 传感模块
2.6 软件系统
2.7 本章小结
第3章 全向移动机器人室内环境建模
3.1 引言
3.2 Mecanum轮式机器人运动学模型
3.2.1 全向运动模型
3.2.2 里程计模型
3.2.3 全向模型运动验证
3.3 激光传感器模型
3.4 坐标系变换
3.5 2D栅格地图建模
3.5.1 基于Gmapping算法室内地图构建
3.5.2 基于Cartographer算法地图构建
3.5.3 Gmapping和Cartographer对比
3.6 基于连通区域的语义拓扑地图
3.7 本章小结
第4章 基于语义地图的定位及动态路径规划
4.1 引言
4.2 基于语义区域的蒙特卡罗定位算法
4.2.1 基于语义区域的蒙特卡罗定位算法分析
4.2.2 仿真分析
4.3 语义拓扑层路径搜索
4.4 局部路径规划
4.4.1 A*算法概述
4.4.2 动态行人预测模型
4.4.3 基于行人预测模型的动态避障算法
4.5 本章小结
第5章 移动机器人平台搭建与实验研究
5.1 引言
5.2 机器人实验平台搭建
5.3 机器人耐久性测试及精度测试
5.4 基于语义区域的机器人定位实验
5.4.1 机器人全局定位
5.4.2 机器人局部定位
5.5 机器人语义导航实验
5.6 机器人动态避障实验
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表过的学术论文及其他成果
致谢