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移动机器人自主导航技术研究进展

目录

一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2研究意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3文章结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

二、移动机器人自主导航技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1自主导航的基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2自主导航技术分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.3自主导航技术发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

三、感知与定位技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1感知技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1.1视觉感知．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.1.2触觉感知．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.1.3激光雷达感知．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.2定位技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.2.1基于视觉的定位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.2.2基于惯性导航系统的定位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.2.3基于GPS的定位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2.4多传感器融合定位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

四、路径规划与路径跟踪技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.1路径规划方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.1.1启发式搜索算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.1.2迭代搜索算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.1.3基于采样的路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.2路径跟踪方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.2.1模态识别与切换．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.2.2基于PID控制的路径跟踪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.2.3基于模型预测控制的路径跟踪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

五、避障与动态环境感知技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

5.1避障策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

5.1.1基于距离的避障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

5.1.2基于行为的避障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

5.1.3基于机器学习的避障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

5.2动态环境感知．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

5.2.1动态障碍物检测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

5.2.2动态环境建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

5.2.3动态环境预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

六、移动机器人自主导航系统设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

6.1系统架