河海大学毕业设计(论文)

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1、编号：审定成绩：毕业设计（论文）课题移动机器人的环境勘测与绘图专业年级机械工程及自动化学号3120120033姓名吴来斌指导教师郭老师评阅人二○一四年五月摘要移动机器人的环境勘测与绘图移动机器人环境勘测与绘图是机器人研究领域的一个热点问题。超声传感器和红外传感器在移动机器人中的应用大大提高了机器人探测环境的能力。利用传感器采集到的大量数据可以进行环境地图的创建。本文主要研究在上位机中如何处理观测数据的问题。本文介绍的环境勘测主要是采用1个超声波传感器和6个红外传感器协同工作，超声波传感器的数据用来进行地图创建，红外传感器主要辅助机器人进行有效的避障。采用了NI公司的La

2、bWindows/CVI虚拟仪器软件建立环境地图，并进行数据处理。由于超声传感器本身存在测距误差、散射角度大、镜像点多等问题，因此在数据处理时，通过C语言算法对数据点进行有效控制，去除大量不确定数据。在直线走廊、L形墙角、U形环境等实验条件下进行了数据采集与数据处理测试。取得了比较好的效果，对环境仿真程度比较逼真。【关键词】移动机器人环境勘测地图创建LabWindows/CVIENVIRONMENTEXPLORATIONANDMAPBUILDINGBYMOBILEROBOTAbstractEnvironmentexplorationandmapbuildingbymob

3、ilerobotisahotissueintherobotresearchfield.Ultrasonicsensorandinfraredsensorareusedbymobilerobotandtheyincreaserobot’sabilityofenvironmentexploration.Usingalotofdatagatheredbysensors,wecanbuildtheenvironmentmap.ThispaperresearchhowtodealwiththeobservationdatainthePC.Inthispaper,singleult

4、rasonicsensorcooperatedwith6infraredsensorstoexploretheenvironment.Thedatabyultrasonicsensorisusedformapbuilding,andinfraredsensorsishelprobottoavoidobstacleseffectively.UsingNIcompany’svirtualinstrumentsoftwareLabWindows/CVItobuildtheenvironmentmapandtreatwiththedata.Theultrasonicsensor

5、hassomeproblems,suchasmeasuringerror,bigdispersionangle,mirrorimage.sointhedataprocess,wecontrolthedatapointbyCarithmeticanddeletelotsofuncertaintydata.Intheexperimentsofbeelineaisle,encoignureofLshape,Uform,wecollectenvironmentdataanddothetestofdatatreatment.Formtheseexperiments,weachie

6、vethepurpose.【Keywords】mobilerobotenvironmentexplorationmapbuildingLabwindows/CVI河海大学本科毕业设计（论文）目录第一章前言11.1课题背景与意义11.2代表性的研究工作2第二章研究的主要内容32.1机器人的自定位42.2移动机器人探测环境的传感器技术52.3多传感器信息的融合7第三章传感器的介绍83.1超声波传感器83.2红外传感器123.3多传感器的数据融合与控制决策13第四章环境地图的表示方法154.1拓扑图164.2特征图164.3网格图174.4　直接表征法17第五章环境地图创建设

7、计方案185.1障碍点位置的推算195.2软件设计235.3不确定信息处理26第六章实验仿真296.1直线走廊环境296.2L型环境306.3U形环境31第七章结论与研究展望327.1　多智能机器人协调探测32-35-河海大学本科毕业设计（论文）7.2　实时在线探测337.3　多传感器信息融合337.4　三维环境地图构建33致谢34参考文献35-35-河海大学本科毕业设计（论文）第一章前言1.1课题背景与意义移动机器人的环境勘测与地图创建是机器人领域的热点研究问题。对于已知环境中的机器人自主定位和已知机器人位置的地图创建已经有了一些实用的