基于激光雷达环境信息处理的机器人定位/导航技术研究
| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-8页 |
| 1 绪论 | 第8-17页 |
| ·引言 | 第8页 |
| ·移动机器人发展现状 | 第8-10页 |
| ·国外机器人发展现状 | 第8-9页 |
| ·国内机器人发展现状 | 第9-10页 |
| ·移动机器人导航系统 | 第10-14页 |
| ·环境感知系统 | 第10-11页 |
| ·定位系统 | 第11-14页 |
| ·规划系统 | 第14页 |
| ·控制系统 | 第14页 |
| ·LMS激光雷达系统 | 第14-15页 |
| ·本文主要研究内容 | 第15-17页 |
| 2 移动机器人的结构及定位/导航系统方案研究 | 第17-28页 |
| ·自主移动六轮腿机器人结构 | 第17-19页 |
| ·定位/导航系统设计 | 第19-27页 |
| ·内部、外部传感器组合定位系统设计 | 第19-20页 |
| ·内部传感器定位 | 第20-22页 |
| ·激光雷达特性及数据模型 | 第22-24页 |
| ·LMS221激光雷达扫描数据误差分析 | 第24-27页 |
| ·定位系统设计方案 | 第27-28页 |
| 3 基于激光雷达环境特征提取在机器人定位中的研究 | 第28-55页 |
| ·移动机器人定位系统总体方案 | 第28-29页 |
| ·激光雷达扫描的特征地图表示方法 | 第29-32页 |
| ·特征地图的描述 | 第29页 |
| ·特征选择 | 第29页 |
| ·地图的存储模型 | 第29-30页 |
| ·传感器模型 | 第30页 |
| ·坐标变换 | 第30-31页 |
| ·连续特征的描述 | 第31页 |
| ·离散特征的描述 | 第31-32页 |
| ·激光雷达扫描的特征提取和地图创建 | 第32-39页 |
| ·局部特征线段的地图建立 | 第32-38页 |
| ·局部特征点的地图建立 | 第38页 |
| ·局部特征在全局地图中的表示 | 第38-39页 |
| ·环境特征的匹配 | 第39-43页 |
| ·建立可行特征线段匹配对 | 第39-42页 |
| ·线段匹配 | 第42-43页 |
| ·扩展卡尔曼滤波 | 第43-48页 |
| ·随机线性离散系统的数学模型 | 第43-44页 |
| ·随机线性离散系统的Kalman滤波基本方程 | 第44-47页 |
| ·随机非线性离散系统的Kalman滤波 | 第47-48页 |
| ·基于扩展卡尔曼滤波的机器人自定位过程建立 | 第48-53页 |
| ·全局地图的更新 | 第53-55页 |
| 4 基于激光雷达的定位/导航系统硬件设计 | 第55-73页 |
| ·系统的硬件整体设计 | 第55页 |
| ·内部传感器的硬件电路设计 | 第55-63页 |
| ·光电编码器计数电路 | 第56-58页 |
| ·磁航向传感器信号处理电路 | 第58-60页 |
| ·MCU选型 | 第60-62页 |
| ·SPCE061A与上位机通讯设计 | 第62-63页 |
| ·激光雷达与上位PC的连接 | 第63-67页 |
| ·激光雷达结构 | 第63-64页 |
| ·LMS激光雷达电气安装 | 第64-67页 |
| ·激光雷达的高速串行通讯 | 第67-73页 |
| ·LMS221激光雷达通讯过程建立 | 第67页 |
| ·LMS221激光雷达启动设置 | 第67-68页 |
| ·激光雷达的波特率改变 | 第68-70页 |
| ·激光雷达工作模式选择 | 第70-71页 |
| ·上位PC接收数据过程 | 第71-72页 |
| ·停止数据的接收 | 第72-73页 |
| 5 LMS221激光雷达3D环境感知实现初步研究 | 第73-82页 |
| ·可行性 | 第73页 |
| ·激光雷达3D感知模型 | 第73-75页 |
| ·激光雷达3D感知模型结构的实现 | 第73-74页 |
| ·激光雷达3D感知模型的控制硬件实现 | 第74-75页 |
| ·激光雷达的三维数据获取 | 第75-78页 |
| ·三维环境特征提取初步研究 | 第78-82页 |
| 6 结论 | 第82-84页 |
| 致谢 | 第84-85页 |
| 参考文献 | 第85-88页 |
