基于激光与视觉信息融合的室内移动机器人自主导航技术研究

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文章主要介绍了有关移动机器人的研究现状,主要研究国内与国外两个区域。针对移动机器人自身技术方面以及其自主系统相关技术方面进行了更深层次的探讨。因为移动机器人包含很多种导航方式,因此把机器人室内的导航系统方案确定为激光与视觉融合成一体的形式。之后进一步给出了室内移动机器人导航的相关核心模型,并给出了一个融合SLAM算法,与此同时指定了一个新兴的路线规划算法,该算法的主要特点为把全局和局部进行融合。最终把ROS系统(Robot Operating System)当作计算的平台基础,顺利的实现室内移动机器人自主导航系统功能的目标。由于在利用单一传感器开始SLAM地图建模的时候存在一定的局限性,为了加强移动机器人的整体建图的精准度,本文介绍了利用激光与视觉信息的融合SLAM算法,对移动机器人装载的激光雷达与视觉相机进行了信息特征提取并将其提取的数据进行处理融合。试验结果将该融合SLAM算法运用在了移动机器人的建图功能上,建图的精准度在一定程度上有较为明显的提升,并且其收敛的速度也随之增加。在进行规划路径的过程中,把强化机器人的局部避障能力作为首要目标,先对传统的A*法算做出了相应改良,并提出了一种将改进A*和DWA算法融合的新路径规划算法。在利用融合路径规划算法进行计算的过程中,其第一步是在先验地图上利用A*算法产生一条全局的路径,同时核查该路径在DWA窗口上是否真实有效;第二步是将有效路径划分成一些节点,运用DWA算法产生不同节点之间的局部路径,进一步实现动态避障这个目标。在计算的最后,利用融合路径规划算法进行性能检验以及仿真实验,进一步确定该算法是否真实可靠。在文章的最后,针对室内移动机器人的自主导航系统实验顺利的完成了,该系统进一步合成了文章所述的融合SLAM算法以及路径规划算法。在ROS操作系统的基础之上,把该自主导航系统创建在移动机器人试验平台上开展障碍物环境导航试验,结果表明,该做法在一定的程度上提高了本自主导航系统的可行性以及鲁棒性。
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