室内移动机器人的导航技术研究
摘要随着各种室内服务机器人的兴起，室内自主导航也成为一项热门的研究问题。在室内 环境中，要求机器人能够实现自身的准确定位，避开障碍物到达目标地点。本文针对移动 机器人的室内定位和二维局部地图的创建问题展开了研究。 78762
本文使用一个伺服电机和一维激光测距仪模拟激光雷达对室内环境进行扫描，通过 ICP(Iterative Closest Point)算法匹配激光扫描的室内轮廓图，能够得知机器人在室内的位姿 变换，从而实现机器人准确的自定位。
针对移动机器人的在室内的地图创建问题，使机器人进行 180 度激光扫描，然后通过 Hough 变换提取出激光扫描点集中的直线特征，并且计算出角点特征位置，创建出局部几 何特征地图。
毕业论文关键词： 室内定位 ICP 匹配 局部地图创建 MATLAB
毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要
Title Research on A Kind of Indoor Navigation Technology of A Mobile Robot
Abstract With the rise of a variety of indoor service robots, autonomous indoor navigation has become a hot issue。 In an indoor environment, robots are required to achieve their precise position and avoid obstacles to reach targeted areas。 In this paper, indoor localization and partial map building issues of a mobile robot are studied。
In this paper, a servo motor and a laser rangefinder are used to imitate a laser radar to scan the indoor environment。in order to achieve the precise position of a robot, we use the ICP (Iterative Closest Point) method to matching two range scans of the interior contours, and then the pose transform of a robot in the indoor environment can be achieved。
To solve the map building problem for a mobile robot in the indoor environment, the robot is required to get 180-degree laser scan points, then line features of the point set of laser scanning can be extracted by Hough transform 。and the corner locations can be achieved。 At last, the local geometric feature map is created。
Keywords: Indoor Localization, ICP Algorithm, Local Map Building, MATLAB
本科毕业设计说明书 第 I 页
目 次
1 引言 。 1
1。1 课题的研究背景及意义 1
1。3 移动机器人导航综述 4
1。4 本文的研究内容和安排 5
2 硬件平台搭建 7
2。1 硬件选型 7
2。2 激光测距仪测距误差修正 。 10
2。3 本章小结 。 11
3 激光扫描匹配算法 。 12
3。1 扫描匹配的概念 。 12
3。2 迭代最近点匹配算法 。 12
3。3 ICP 算法的一些改进 13
3。4 本章小结 。 15
4 机器人模拟定位实验 。 16
4。1 匹配数据的测量步骤 。 16
4。2 实验结果分析 。 16
4。3 中值滤波 。 20
4。4 本章小结 。 22
5 二维地图的创建 。 23
5。1 Hough 变换的基本原理 23
5。2 Hough 变换的 MATLAB 实现 。 25
5。3 本章小结 。 27
总结与展望 28
致谢 30
参考文献 31
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1 引言