移动机器人位姿估计与补偿及速度插值研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第一章 绪论 | 第9-19页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-15页 |
| 1.2.1 移动机器人研究发展现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 位姿估计与补偿 | 第12-14页 |
| 1.2.3 速度插值 | 第14-15页 |
| 1.3 定位发展趋势 | 第15-16页 |
| 1.4 本文主要研究内容及创新点 | 第16-19页 |
| 1.4.1 本文主要研究内容 | 第16-17页 |
| 1.4.2 本文创新点 | 第17-19页 |
| 第二章 控制系统搭建 | 第19-33页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 系统硬件与控制系统 | 第19-21页 |
| 2.2.1 控制系统架构 | 第19-20页 |
| 2.2.2 硬件升级 | 第20-21页 |
| 2.3 软件移植 | 第21-23页 |
| 2.3.1 ROS与Qt | 第21-22页 |
| 2.3.2 操作系统选择 | 第22-23页 |
| 2.3.3 软件移植 | 第23页 |
| 2.4 编码器原理与校正 | 第23-26页 |
| 2.4.1 原理 | 第23-24页 |
| 2.4.2 校核 | 第24-26页 |
| 2.5 IMU校准与姿态的四元数描述 | 第26-28页 |
| 2.5.1 数据校准 | 第26-27页 |
| 2.5.2 欧拉角与四元数 | 第27-28页 |
| 2.6 激光雷达数据处理 | 第28-32页 |
| 2.6.1 数据封装 | 第29页 |
| 2.6.2 坐标变换 | 第29-31页 |
| 2.6.3 数据预处理 | 第31-32页 |
| 2.7 本章小结 | 第32-33页 |
| 第三章 移动机器人位姿估计与补偿 | 第33-57页 |
| 3.1 引言 | 第33页 |
| 3.2 基于梯度下降法的IMU位姿估计与补偿 | 第33-39页 |
| 3.2.1 梯度下降法模型建立 | 第33-37页 |
| 3.2.2 IMU姿态融合 | 第37-39页 |
| 3.3 基于粒子滤波的位姿估计 | 第39-43页 |
| 3.3.1 贝叶斯滤波 | 第39-40页 |
| 3.3.2 蒙特卡洛采样 | 第40-41页 |
| 3.3.3 重要性采样 | 第41-42页 |
| 3.3.4 重采样 | 第42-43页 |
| 3.3.5 相关改进算法 | 第43页 |
| 3.4 基于激光雷达匹配的位姿估计 | 第43-47页 |
| 3.4.1 ICP及其衍生算法 | 第43-44页 |
| 3.4.2 基于牛顿迭代法的匹配 | 第44-46页 |
| 3.4.3 地图生成与获取 | 第46-47页 |
| 3.5 基于EKF的位姿估计与补偿 | 第47-54页 |
| 3.5.1 EKF介绍 | 第47-48页 |
| 3.5.2 三维模型建立 | 第48-52页 |
| 3.5.3 二维模型简化 | 第52-54页 |
| 3.6 SLAM系统框架 | 第54-55页 |
| 3.6.1 定位系统框架 | 第54-55页 |
| 3.7 本章小结 | 第55-57页 |
| 第四章 移动机器人速度插值研究 | 第57-71页 |
| 4.1 引言 | 第57页 |
| 4.2 路径规划算法 | 第57-60页 |
| 4.2.1 运动模型 | 第57-59页 |
| 4.2.2 速度采样 | 第59页 |
| 4.2.3 评价函数 | 第59-60页 |
| 4.3 基于相似三角形思想的可变加速度上限插值 | 第60-63页 |
| 4.4 基于S型函数的速度插值 | 第63-69页 |
| 4.4.1 常用插值函数 | 第64-65页 |
| 4.4.2 S型插值函数原理及算法 | 第65-69页 |
| 4.5 本章小结 | 第69-71页 |
| 第五章 移动机器人综合实验 | 第71-85页 |
| 5.1 引言 | 第71页 |
| 5.2 地图构建实验 | 第71-74页 |
| 5.2.1 环境配置 | 第71页 |
| 5.2.2 Gmapping构图效果 | 第71-73页 |
| 5.2.3 HectorSLAM构图效果 | 第73-74页 |
| 5.2.4 地图构建结论 | 第74页 |
| 5.3 移动机器人SLAM导航定位精度测试 | 第74-82页 |
| 5.3.1 测试方法 | 第74-75页 |
| 5.3.2 测试算法 | 第75-76页 |
| 5.3.3 数据处理 | 第76-80页 |
| 5.3.4 最优方案选取 | 第80-81页 |
| 5.3.5 三维定位测试 | 第81-82页 |
| 5.4 移动机器人速度插值及功能实现 | 第82-84页 |
| 5.5 本章小结 | 第84-85页 |
| 第六章 结论和展望 | 第85-87页 |
| 6.1 主要结论 | 第85-86页 |
| 6.2 进一步展望 | 第86-87页 |
| 致谢 | 第87-89页 |
| 参考文献 | 第89-94页 |
| 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文及学术成果 | 第94页 |
