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时间:2019-03-17
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1、24学校代码:10363分类号:TP:2130210105密级:公开学号爆杂杉竺A打huiPolytechnicUniversity硕±学位论文题基于改进CKF的移动目机器人定位与建图研究论文作者m指导熱凌有铸教梭学科(专业)控制理论与控制工程研究方向运动控制系统的分析与设计论文提交日期:2016年6月8日分类号:TP24单位代码:103的.密级:公开学号:213〇il0105题目基于改进CKF的移动机器人定位与建图研究.题目RESEARCHOFMOBILEROBOTLOCALITIQNA
2、NDMAPBUILDINGBASEDONIMPROVEDCKF:陶明学生姓名指导教师:凌有铸(教授)专业:控制理论与控制工程研究方向:运动控制系统的分析与设计'论文答辩日期:2016年5月巧日安徽工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:我恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识到本声明的法律结果由本人承
3、担。学位论文作者签名:鮮均日期:年月日安徽工程大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权安徽工程大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可采巧影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□,在__年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名::指导教师签名曰期:年月日日期;年月日安徽工程大学硕±学位论文基于改进C化的移动机器人定位与建图硏究摘要
4、机器人学作为一口由自动控制技术、传感技术、微处理器技术、人工智能等多个领域交叉的学科,涉及到人们的日常工作和平时生活一个国家的综合实为和科研水平的多个方面,代表着,引起了各国科研机构和高科技企业对其进行研究和探索,它的研究成果意义深远,与人类文明的进步密不可分。部分机器人的应用场景为未知环境,因此如何在未知环境下自主定位与建图成了此类机器人研究的关键性因素,即移动机器人领域的SLAM问题。CKF-SLAM算法进行改进本文针对已存在的,优化了容积点采样规则,降低了初始误差和线性化误差对状态估计的影响,使得此产生的后验概率分布更加接近真实值。相应建立移动
5、机器人实验平台:首先,建立了移动机器人,对算法进行相应研究。本文主要包括环境坐标系,将环境坐标系和移动机器人坐标系的融合;描述了复杂环境下创建特征地图的方法和步骤;针对系统数据处理和传感器的信息采集问题分别详细阐述了移动机器人运动模型,观测模型和噪声模型的建立方法。然后,对经典的EKF,研究了卡尔曼滤波框架原理算法和UKF算法的原理进行了阐述,讨论了两种算法的优势和缺陷,EKF-SLAM算法和UKF-SLAM算法进行了实验仿真并且分别对,分析了实验结果。接着,研究了容积卡尔曼滤波的数学原理,针对平方根容积卡尔曼滤波算法在移动机器人地图创建与同步定位问题
6、中存在随着地图特征点増多、容积点偏离理想轨迹、状态估计产生较大误一差的缺陷。提出种改进的平方根容积卡尔曼滤波算法。该算法引入迭代测量更新的方法,在更新阶段利用估计值和平方根因子重新确定I安徽工程大学硕±学位论文采样的容积点一,使得采样点在高度非线性环境下保持较小失真,进步提高精度。仿真结果表明,与平方根容积卡尔曼滤波算法相比,该算法能提高机器人位姿精度。根据实验需要搭建了移动机器人实验平台。该移动机器人实验平台W旅行家2号机器人为基础、输入,由传感器模块、网络通讯模块模块等组成:激光雷法单元和光电编码。其中,传感器模块主要包含器单元;网
7、络通讯模块包含无线网卡和机载计算机;上位机和下位机协同构成了计算机的输入模块,主要任务是自,上位机即机载计算机主定位、场景构建、路径规划;下位机主要为控制板卡,负责对接传感器模块,实现控制功能。在该实验平台上进行了部分实验,验证了SLAM算法的实际性能。关键词:SLAM,CKF,移动机器人,仿真II安徽工程大学硕±学位论文RESEARCHOFMOBILEROBOTLOCALITIONA
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