| 摘要 | 第1-4页 |
| ABSTRACT | 第4-7页 |
| 1 绪论 | 第7-13页 |
| ·移动机器人发展 | 第7-9页 |
| ·国外移动机器人发展 | 第7-8页 |
| ·国内机器人发展现状 | 第8-9页 |
| ·移动机器人的环境识别系统 | 第9页 |
| ·激光雷达系统(LMS)的应用现状 | 第9-11页 |
| ·几种典型的激光雷达系统以及其的应用 | 第10-11页 |
| ·LMS 在移动机器人中的应用及存在的问题与发展趋势 | 第11页 |
| ·本文主要研究内容 | 第11-13页 |
| 2 基于二维激光雷达的移动机器人三维环境识别方案 | 第13-20页 |
| ·六轮腿移动机器人平台介绍 | 第13-14页 |
| ·LMS291 激光雷达及其基本数据 | 第14-17页 |
| ·LMS291 激光雷达的主要参数 | 第14-15页 |
| ·LMS291 激光雷达扫描数据误差分析 | 第15-17页 |
| ·机器人运动造成测量误差 | 第15-16页 |
| ·障碍物表面材料反射能力对测距的影响 | 第16页 |
| ·环境地表物质组成对测量的影响 | 第16页 |
| ·环境气候对测量的影响 | 第16页 |
| ·混合像素影响 | 第16-17页 |
| ·二维激光雷达实现三维环境识别的方案确定 | 第17-20页 |
| ·二维激光雷达实现三维环境识别方案的选取 | 第17-19页 |
| ·三维扫描装置的有关数据 | 第19-20页 |
| 3 基于二维激光雷达的三维环境识别的理论计算 | 第20-44页 |
| ·三维扫描云台的运动学分析 | 第20-31页 |
| ·三维扫描云台的位置分析 | 第20-23页 |
| ·三维扫描云台的速度分析 | 第23-26页 |
| ·三维扫描云台加速度分析 | 第26-31页 |
| ·三维扫描数据的处理 | 第31-36页 |
| ·扫描数据和环境信息的匹配处理 | 第31-35页 |
| ·激光雷达扫描点处的数据处理 | 第32-33页 |
| ·云台装置与机器人之间的坐标变换 | 第33页 |
| ·机器人动态坐标和环境绝对坐标之间的变换 | 第33-35页 |
| ·环境信息的表示 | 第35-36页 |
| ·动态自适应滤波器的设计 | 第36-37页 |
| ·基于扫描数据的三维环境重构 | 第37-44页 |
| ·扫描截面轮廓线的拟合 | 第38-39页 |
| ·轮廓线之间的三维形体重构 | 第39-44页 |
| ·轮廓线之间的三维形体重构的基本原理 | 第39-40页 |
| ·构造两轮廓线的三角面片的方法 | 第40-44页 |
| 4 基于二维激光雷达的三维环境识别方案的实现 | 第44-64页 |
| ·三维扫描云台关节的传动机构设计 | 第44-47页 |
| ·三维扫描云台关节传动机构减速比计算 | 第44-45页 |
| ·谐波传动的特点 | 第45-46页 |
| ·谐波传动的设计计算 | 第46-47页 |
| ·三维扫描云台驱动机构的设计 | 第47-53页 |
| ·机电传动系统的运动方程 | 第47-48页 |
| ·负载转矩的折算 | 第48页 |
| ·转动惯量的折算 | 第48-49页 |
| ·直流伺服电机额定功率的选取 | 第49-50页 |
| ·直流电机的伺服控制 | 第50-53页 |
| ·伺服控制系统 | 第50-51页 |
| ·伺服系统的数字 PID 算法 | 第51-53页 |
| ·基于二维激光雷达的三维环境识别的硬件系统设计 | 第53-64页 |
| ·光电编码器接口电路设计 | 第53-55页 |
| ·增量式光电编码器 | 第53-54页 |
| ·光电编码器接口电路 | 第54-55页 |
| ·电机控制电路设计 | 第55-58页 |
| ·主要芯片的选取 | 第56-57页 |
| ·直流伺服电机控制驱动电路设计 | 第57-58页 |
| ·通信硬件设计 | 第58-64页 |
| ·激光雷达传输方案的选取 | 第58-59页 |
| ·MOXA 高速串行通信卡的设定 | 第59-61页 |
| ·LMS291 与 PC 的通讯过程 | 第61-64页 |
| 5 基于三维扫描数据的路径规划 | 第64-71页 |
| ·栅格地图的建立 | 第64-65页 |
| ·基于栅格法的势场构造 | 第65-66页 |
| ·基于栅格势场法的路径节点选取 | 第66-67页 |
| ·基于栅格势场法路径规划算法的仿真 | 第67-71页 |
| 6 结论 | 第71-73页 |
| 附录A 路径规划算法的仿真程序 | 第73-79页 |
| 致谢 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-82页 |