基于激光雷达的移动机器人定位与导航技术 大学论文.doc

目 录 绪论 ……………………………………………………………………………………...3 引言…………………………………………………………………………………....3 移动机器人的定义与主要研究内容…………………………………………………… 移动机器人的定义…………………………………………………………… 移动机器人的主要研究内容………………………………………………… 本文研究课题与内容安排……………………………………………………………… 研究课题……………………………………………………………………… 内容安排……………………………………………………………………… 移动机器人导航技术概述 ……………………………………………………………8 移动机器人工作表示方法………………………………………………………… 几何地图……………………………………………………………………… 拓扑地图……………………………………………………………………10 移动机器人定位技术…………………………………………………………………11 相对定位技术………………………………………………………………11 绝对定位技术………………………………………………………………12 移动机器人路径规划方法……………………………………………………………13 Dijkstra和A*图搜索算法…………………………………………………13 人工势场法…………………………………………………………………13 调和函数势场法……………………………………………………………14 回归神经网络法(RNN)……………………………………………………15 基于线段关系的扫描匹配定位………………………………………………………...17 环境描述………………………………………………………………………………17 定位传感器……………………………………………………………………………19 直线段提取……………………………………………………………………… ……0 LRF数据点分段……………………………………………………………..20 直线拟合……………………………………………………………………..21 直线斜率计算………………………………………………………………..21 线段关系(LSR)匹配…………………………………………………………………....23 判据选取……………………………………………………………...……...23 递进式对应性计算…………………………………………………………..25 距离关系比较的分离与合并………………………………………………..26 最佳匹配搜索………………………………………………………………..28 位姿计算……………………………………………………………………..29 实验及结果分析………………………………………………………………………..29 基于已知地图的路径规划………………………………………………………...……32 基于A*算法的拓扑地图规划………………………………………………………3 拓扑地图的表示……………………………………………………………3 A*算法……………………………………………………………………….34 基于回归神经网络(RNN)的栅格规划算法………………………………………...…36 栅格环境的RNN表示………………………………………………………36 RNN动力学模型…………………………………………………………….37 RNN路径规划的基本机理………………………………………………….38 RNN安全路径设计………………………………………………………….39 RNN路径规划算法设计…………………………………………………….42 基于混合地图的移动机器人递阶导航系统的设计………………………........47 导航系统体系结构……………………………………………………………………..48 混合地图模型…………………………………………………………………………..49 三级递阶规划结构……………………………………………………………………..50 全局规划层架构……………………………………………………………..50 局部规划层架构……………………………………………………………..51 基于Motor-schema的行为反应层………………………………………….53 地图匹配法和里程计相结合的自定位技术……………………………………..……55 里程计模型…………………………………………………………………..55 匹配定位方法………………………………………………………………..55 位姿融合……………………………………………………………………..58 里程计误差分析……………