基于人工路标的室内机器人自定位算法研究

摘要

随着机器人技术的发展与进步，机器人应用的领域越来越广泛，其中服务型室内机器人已成为当前重点发展与研究的对象。自定位技术是室内机器人利用自身携带的传感器设备来获取当前环境的信息，并根据采集到的信息确定机器人在环境中位置的技术，是移动机器人实现智能化的关键技术之一。因此，对移动机器人自定位算法的研究具有非常重要的意义。
　　本文以移动机器人在室内对自身定位的现实需要，提出了一种精确性高、适应范围广、可操作性强的室内移动机器人自定位算法。
　　首先，对移动机器人自定位问题进行了详细的描述，通过对现有路径最优估计方法的研究，结合移动机器人的运动模型，建立起了卡尔曼滤波的状态模型和观测模型。根据所建立的模型提出本文采用的自定位算法，对算法进行详细的推导，并利用MATLAB软件平台对所提出的算法进行仿真模拟。
　　其次，详细介绍了路标的功能以及常用人工路标的几种类型，根据近景摄影测量学和移动机器人工作环境设计出了适合本文的人工路标图形。
　　最后，基于MATLAB图像处理平台对所设计的人工路标进行图像处理和定位，根据现有的试验场所和实验器材，试验了在不同光照条件下移动机器人的定位状况。试验结果表明，本文所设计的算法满足室内移动机器人定位的需求，同时在不同的环境条件下其算法的定位精度也不同。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究意义及目的

1.4 论文研究内容

第二章 基于人工路标的室内机器人目标定位算法研究

2.1常用的定位方法概述

2.2 建立移动机器人运动模型

2.3经典的最优估计方法

2.4 卡尔曼滤波

2.5 卡尔曼滤波模型的建立

2.6实验仿真

2.7 本章小结

第三章 室内人工路标的图像及形状研究

3.1 路标的简介

3.2 人工路标的分类

3.3 人工路标的设计

3.4 本章小结

第四章 基于MATLAB图像处理的人工路标识别算法研究

4.1 MATLAB图像处理简介

4.2 人工路标图像预处理

4.3人工路标精确定位

4.4 本章小结

第五章 实验与结果分析

5.1 实验环境

5.2 实验结果分析

5.3 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢