室内移动机器人遥操作导航系统设计论文

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1、西南科技大学硕士学位论文室内移动机器人遥操作导航系统设计姓名：刘焕玲申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：刘桂华2012-06-07西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要遥操作机器人是机器人学科的一个分支，由于它能够完成人类自身不能完成或不容易完成的工作，如在危险环境和人类难以到达的地方，所以在核辐射环境、星际未知环境探索、侦察、医疗等领域具有越来越广泛的应用前景。本文在四川省科技厅支撑项目“强辐射环境监测、预警及应急处置机器人系统(20lOGZ0229)”的支持下，针对移动机器人导航系统设计进行了理论和实践的研究。根据本课题

2、的任务要求和工作环境的特点，本文设计了移动机器人遥操作导航系统的整体框架结构，在传感器的选择上采用一维激光测距仪和探测相机相结合实现对环境的感知和目标探测，最后通过人机交互实现对机器人的遥操作导航。首先，本文提出了移动机器人和目标点的室内定位方法，该方法首先建立室内固定的参考坐标系和机器人坐标系，然后对安装在机器人上的一维激光测距仪和云台进行标定使其统一在机器人坐标系下，并将一维激光测距仪的扫描点转换成参考坐标系下的三维点，通过坐标转换关系求得移动机器人和目标物体在室内参考坐标系下的定位。实验证明，该方法灵活实用，简化了移动机器人的定位过程，

3、并且可以定位室内其他物体，其定位精度可以很好的满足工程需求。然后，根据视频监控信息、移动机器人和室内物体的室内定位信息，本文实现了对机器人的室内工作环境的场景建模。从而增强遥操作者的交互感和沉浸感，保障机器人完成室内导航及各项工作。最后，为减少遥操作导航操作的盲目性，本文在室内二维地图上运用相应路径规划算法实现基本的路径导航。关键词：移动机器人导航定位虚拟建模AbstractTeleoperationrobotisthebranchofthedisciplineofrobot．Ithastheabilitvtocompletesometask

4、swhichhumanbeingscan’tfulfillorcon’tfulfilleasily．suchasinthedangerousenvironmentorsomehard—to．reachplaces．Becauseofthis，teleoperationrobotismoreandmorewidelyappliedinnuclearenvironment．spaceexploration，reconnoiter，healthcareandmanyotherfields．Supportedbytheprojectofthemoni

5、toring，earlywarningofstrongradiationenvironmentandemergencydisposalrobotsystems(2010GZ0229)，theresearchwascarriedoutonthedesignandimplementationofmobilerobotnavigationsystemsbothintheoryandpractice．Accordingtotherequirementsofthisprojectandthecharactersoftheworkenvironment，

6、thewholeframestructureoftheteleoperationmobilerobotnavigationsystemiSdesigned．Onthechoiceofthesensors．one．dimensionallaserrangefinderanddetectingcamerawerechosentorealizetheperceptionoftheenvironmentandthetargetdetection．Finally，throughhuman．computerinteraction，werealizethe

7、teleoperationnavigationoftherobot．Firstly，amethodisproposedtorealizethelocalizationofthemobilerobotandthetargets．Inthisapproach，thefixedreferencecoordinateandtherobotcoordinateiscreatedfirstly，thentheone．dimensionallaserrangefinderiscalibratedinordertomakeitunifiedintherobo

8、tcoordinatesystemandtranslatesomedistancepointsscannedbythelaserrangefinderintothr