基于激光匹配的移动机器人定位

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1、基于激光扫描匹配的移动机器人定位B智能07012007012440彭浩指导老师：张奇志机器人定位概述机器人外部信息获取与表示移动机器人定位移动机器人定位的实验研究及分析总结机器人完成任务所需要的环节中定位是要解决的首要问题，它是实现机器人自主导航的重要环节，定位是确定机器人在工作环境中相对于全局坐标的位姿，移动机器人的定位就是利用传感器估计机器人相对于环境的位姿。其中包含了环境表示方法，传感器数据采集，信息融合，数据关联，动态Bayes网络，卡尔曼滤波器，粒子滤波器等研究领域。因此，对于移动机器人的定位需要结合多方面内容综合考虑。本课题拟从理论和实验两方面，对定位的各个过程进行

2、系统地分析和研究。移动机器人各领域关系初始化随机生成粒子执行控制命令获取激光数据处理地图信息获得所需数据扫描匹配定位外部信息获取及表达移动机器人运动学模型扫描匹配的位姿变换假设机器人的起始位姿为Xb，相对于做一个运动到达位姿，则Xa和Xb有如下的关系将激光扫描点从它在扫描仪下的局部坐标转换到全局坐标时，有下面的转换关系，设此时扫描仪的位姿为,点Ps在该扫描仪坐标系下的相对坐标为则有：其中，是在全局坐标系下的坐标移动机器人传感器激光测距仪激光测距仪是通过发射一列光速，然后测量光束发射与接收间的时间间隔TOF(time-of-flight)来计算激光测距仪与反射物间的距离r其中c为

3、光速，c=3×108m/s，环境表达方式栅格地图栅格地图将环境分解成离散的“栅格”，每个栅格储存了其所覆盖区域的信息，这种地图的每个栅格中储存的是该栅格可能被障碍物占据的概率。移动机器人的定位在t时刻，xt为机器人的当前位姿；ut为在t-1时刻作用于机器人的运动控制信息，它使机器人在t时刻位姿为xt；zt为机器人在t时刻xt以的位姿得到的传感器的感知信息。扫描匹配移动机器人定位的实验研究及分析移动机器人实验平台及环境装有SICK公司LMS200激光测距仪的移动机器人SunⅡ,Intel(R)Core(TM)DuoCPUT2450主频2.00GHz，内存为2.00GB的计算机，M

4、atlab软件平台。实验环境总结本次毕设主要研究内容集中在移动机器人定位的外部环境的表达，通过分析环境地图的表示方法，对移动机器人定位相关内容进行了分析和研究，从理论与实验两个方面进行分析和研究。对定位的关键技术进行了重点分析，并对ICP定位方法做了细微调整，使之在室内定位的准确性更高。最后介绍了基于激光扫描定位的方案。致谢本文是在尊敬的导师张奇志教授的精心指导和悉心关怀下完成的。在论文的选题、研究以及撰写的整个过程中，始终得到老师的悉心指导和亲切教诲，对于课题研究过程中遇到的任何问题，张奇志老师总是以饱满的热情认真地给予讲解，令我深受感动。谢谢B智能0701彭浩