| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-31页 |
| 1.1 本文研究目的及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第13-24页 |
| 1.2.1 移动机器人的研究与发展状况 | 第13-19页 |
| 1.2.2 自主返航相关关键技术研究状况 | 第19-24页 |
| 1.3 本文研究所针对的小型移动机器人平台介绍 | 第24-28页 |
| 1.3.1 NI Single-Board RIO 机器人平台 | 第24-25页 |
| 1.3.2 小型移动机器人平台 | 第25-28页 |
| 1.4 本文主要内容安排 | 第28-31页 |
| 第2章 微机电陀螺盲信号处理方法研究 | 第31-52页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 微机电陀螺零漂与角随机游走分析 | 第31-32页 |
| 2.2.1 零漂 | 第31-32页 |
| 2.2.2 角随机游走 | 第32页 |
| 2.3 盲信号处理相关概念及其数学模型 | 第32-42页 |
| 2.3.1 盲信号处理 | 第32-34页 |
| 2.3.2 卷积和反卷积解算 | 第34-37页 |
| 2.3.3 贝叶斯估计 | 第37-38页 |
| 2.3.4 最小均方自适应滤波器 | 第38-42页 |
| 2.4 微机电陀螺盲均衡迭代反卷积算法 | 第42-46页 |
| 2.4.1 陀螺信号盲均衡模型 | 第42-43页 |
| 2.4.2 迭代反卷积 | 第43-44页 |
| 2.4.3 非线性估计器 | 第44-45页 |
| 2.4.4 误差函数与最小均方算法 | 第45-46页 |
| 2.5 试验及结果分析 | 第46-51页 |
| 2.5.1 试验平台、传感器参数及试验方法 | 第46-47页 |
| 2.5.2 结果分析 | 第47-51页 |
| 2.6 小结 | 第51-52页 |
| 第3章 微机电捷联式惯导系统动基座初始对准方法研究 | 第52-74页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 惯导系统定位模型和初始对准误差模型 | 第52-59页 |
| 3.2.1 姿态矩阵计算 | 第52-53页 |
| 3.2.2 四元数姿态与航向角计算 | 第53-55页 |
| 3.2.3 基于四阶龙格-库塔算法的姿态矩阵实时更新 | 第55-58页 |
| 3.2.4 地面初始对准系统误差模型 | 第58-59页 |
| 3.3 捷联式惯导系统静基座初始对准方法 | 第59-62页 |
| 3.3.1 捷联式惯导系统解析式粗对准 | 第59-60页 |
| 3.3.2 基于卡尔曼滤波的精对准 | 第60-62页 |
| 3.4 里程计辅助捷联惯导系统动基座初始对准 | 第62-68页 |
| 3.4.1 动基座初始对准观测性分析 | 第64-65页 |
| 3.4.2 基于里程计的移动机器人位置和姿态模型 | 第65-67页 |
| 3.4.3 水平位置更新 | 第67页 |
| 3.4.4 航向角姿态矩阵更新 | 第67-68页 |
| 3.5 动基座初始对准仿真实验 | 第68-72页 |
| 3.5.1 系统仿真参数 | 第68页 |
| 3.5.2 静基座初始对准结果分析 | 第68-70页 |
| 3.5.3 动基座初始对准结果分析 | 第70-72页 |
| 3.6 小结 | 第72-74页 |
| 第4章 高可执行性的全局返航路径规划方法研究 | 第74-91页 |
| 4.1 引言 | 第74页 |
| 4.2 自主返航任务流程及硬件系统任务分工 | 第74-75页 |
| 4.3 Voronoi 图原理及其构造模型 | 第75-78页 |
| 4.3.1 Voronoi 图的数学性质 | 第75-76页 |
| 4.3.2 逐点插入生成法 | 第76-77页 |
| 4.3.3 基于 Voronoi 图和 A-star 算法的路径规划 | 第77-78页 |
| 4.4 基于数学形态学的障碍物描述 | 第78-79页 |
| 4.4.1 结构元素选择方法 | 第78页 |
| 4.4.2 数学形态学基本运算 | 第78-79页 |
| 4.5 路径网创建及返航路径优化 | 第79-83页 |
| 4.5.1 基于膨胀算子的栅格 Voronoi 图创建 | 第80页 |
| 4.5.2 双边界路径矢量化方法 | 第80-81页 |
| 4.5.3 矢量路径拓扑化 | 第81-82页 |
| 4.5.4 基于 Dijkstra 算法的路径规划 | 第82-83页 |
| 4.6 试验及结果分析 | 第83-89页 |
| 4.6.1 仿真环境下路径规划试验方法及结果分析 | 第83-85页 |
| 4.6.2 室内环境下路径规划试验方法及结果分析 | 第85-89页 |
| 4.7 小结 | 第89-91页 |
| 第5章 自主返航实时避障技术研究 | 第91-107页 |
| 5.1 引言 | 第91页 |
| 5.2 小型移动机器人实时避障方法 | 第91-92页 |
| 5.2.1 实时避障系统硬件平台 | 第91-92页 |
| 5.2.2 实时避障方法及工作流程 | 第92页 |
| 5.3 向量场直方图避障算法 | 第92-96页 |
| 5.3.1 极坐标直方图模型 | 第92-94页 |
| 5.3.2 移动机器人方向控制及直方图阈值设定 | 第94-95页 |
| 5.3.3 机器人速度控制模型 | 第95-96页 |
| 5.4 试验及结果分析 | 第96-106页 |
| 5.4.1 小型移动机器人参数及实验方法 | 第96页 |
| 5.4.2 自主返航及实时避障 | 第96-106页 |
| 5.5 小结 | 第106-107页 |
| 结论 | 第107-109页 |
| 参考文献 | 第109-118页 |
| 攻读学位期间发表论文与专利成果清单 | 第118-119页 |
| 攻读学位期间主持或参与的科研项目及获得的奖励 | 第119-120页 |
| 致谢 | 第120-121页 |
| 作者简介 | 第121页 |
