履带式煤矿救援机器人运动控制系统设计

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变量注释表

1 绪论

1.1 选题研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.1.3 课题来源

1.2 矿用救援机器人研究现状

1.2.1 国外救援机器人研究现状

1.2.2 国内救援机器人研究现状

1.3 机器人运动规划算法研究现状

1.3.1 SLAM算法发展现状

1.3.2 VSLAM 算法发展现状

1.3.3 机器人路径规划算法研究现状

1.4 主要研究内容及安排

2 履带式煤矿救援机器人系统建模分析

2.1.1 履带式井下救援机器人里程计圆弧模型

2.1.2 履带机器人运动模型

2.1.3 履带式机器人转向模型

2.2 履带式机器人姿态模型描述

2.2.1 欧拉角

2.2.2 旋转矩阵

2.2.3 四元数

2.3 传感器模型

2.3.1 激光雷达模型

2.3.2 惯性测量元件

2.4 环境地图模型

2.5 传感器噪声模型和系统噪声模型

2.6 本章小结

3 履带式机器人建图算法研究

3.1 煤矿环境下 SLAM 技术架构及概率模型

3.1.1 SLAM技术架构

3.1.2 SLAM问题的概率模型

3.2 基于Gmapping 算法分析与仿真

3.2.1 粒子滤波算法

3.2.2 Rao-Blackwellized粒子滤波

3.2.3 Gmapping 仿真分析

3.3 基于 Hector SLAM 算法分析与仿真

3.3.1 获取地图

3.3.2 扫描匹配

3.3.3 仿真实验

3.4 基于 Cartographer 算法分析与仿真

3.4.1 Cartographer SLAM算法原理

3.4.2 二维地图构建

3.4.3 仿真实验

3.5 本章小结

4 履带式机器人路径规划算法研究

4.1 全局路径规划

4.1.1 基于的Dijkstra 全局路径规划算法

4.1.2 Dijkstra 仿真

4.1.3 基于A*的全局路径规划算法

4.1.4 A*算法仿真

4.2 局部路径规划

4.2.1 基于DWA的局布路径规划算法

4.2.2 DWA 算法仿真

4.3 AMCL 定位

4.4 路径规划算法仿真

4.5 本章小结

5 矿用履带式机器人系统设计与搭建

5.1 机载硬件与控制系统设计

5.1.1 主从控制硬件设计

5.1.2 主从控制软件设计

5.2 基于ROS 的节点设计与导航算法实现

5.2.1 模型构建

5.3 人机交互界面设计

5.3.1 基于ROS 的rviz 控制界面

5.3.2 基于labview 的样机测试系统

5.4 基于YOLOv4的伤员识别

5.5 本章小结

6 履带式救援机器人建图与导航实验

6.1 实验环境搭建

6.2 建图效果对比

6.3 路径规划效果

6.4 本章小结

7 展望与总结

7.1 论文总结

7.2 创新点

7.3 展望

参考文献

作者简历

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