基于激光掃描儀的移動機(jī)器人局部運(yùn)動規(guī)劃研究.pdf

1、機(jī)器人的自定位、環(huán)境探測及實時運(yùn)動規(guī)劃是機(jī)器人自主能力的重要內(nèi)容。激光掃描儀可提供高速率、高精度的環(huán)境物體分布信息，是自主移動機(jī)器人系統(tǒng)必備傳感器。本課題在搭建基于Player層的實物-仿真實驗環(huán)境基礎(chǔ)上，研究激光掃描儀高性能測距數(shù)據(jù)的分析和處理方法，旨在挖掘激光掃描儀傳感器在強(qiáng)化機(jī)器人環(huán)境認(rèn)知和實時運(yùn)動規(guī)劃等應(yīng)用方面的潛能。
　　本文首先介紹了研究課題的背景和意義，自主移動機(jī)器人研究發(fā)展現(xiàn)狀，并探討了激光掃描儀在機(jī)器人定位、環(huán)境

2、信息獲取和運(yùn)動規(guī)劃方面的應(yīng)用;詳細(xì)介紹了本課題研究的機(jī)器人移動平臺及其運(yùn)動控制模型、激光掃描儀的原理及性能等硬件系統(tǒng)，以及基于Player Project的機(jī)器人軟件框架和多機(jī)實物-仿真實驗開發(fā)環(huán)境。
　　本文設(shè)計了一種基于激光掃描儀傳感器在線識別路標(biāo)的機(jī)器人室內(nèi)自定位及環(huán)境數(shù)據(jù)融合方法。該方法通過對高精度測距數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)分簇，依據(jù)點(diǎn)簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)分布情況可在線識別并定位室內(nèi)環(huán)境中的參考路標(biāo)，進(jìn)而建立基于路標(biāo)的參考坐標(biāo)系、推算機(jī)器人

3、位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，并融合機(jī)器人多幀測距數(shù)據(jù)繪制環(huán)境信息圖。該方法僅利用機(jī)器人自身數(shù)據(jù)在線識別和定位，不需對路標(biāo)位置預(yù)先標(biāo)定，較為適于機(jī)器人在未知環(huán)境下的應(yīng)用。
　　針對激光掃描儀可提供其扇形范圍內(nèi)障礙物分布信息特點(diǎn)，本文提出了一種多次膨脹分析的激光掃描儀數(shù)據(jù)分析方法。該方法通過對測距數(shù)據(jù)進(jìn)行多次不同程度的障礙邊界膨脹，分析各膨脹圖特征參數(shù)并提取局部環(huán)境形狀特征，強(qiáng)化機(jī)器人局部環(huán)境認(rèn)知及避障能力。和相關(guān)研究相比，本文分析并提取環(huán)境形狀