基于ROS的机器人室内自主巡航系统设计与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 主动SLAM研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 路径规划与控制研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.3 ROS研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 论文研究内容及设计指标 | 第14-15页 |
| 1.4 论文组织结构 | 第15-18页 |
| 第二章 ROS框架与SLAM基础理论 | 第18-30页 |
| 2.1 ROS框架 | 第18-22页 |
| 2.1.1 ROS中的基本概念 | 第18-19页 |
| 2.1.2 ROS通信框架 | 第19-20页 |
| 2.1.3 ROS实用模块 | 第20-22页 |
| 2.2 SLAM基础理论 | 第22-26页 |
| 2.2.1 SLAM算法的分类 | 第22-23页 |
| 2.2.2 基于栅格地图的粒子滤波SLAM | 第23-26页 |
| 2.3 现有主动SLAM方案 | 第26-29页 |
| 2.3.1 基于边界的主动SLAM | 第27页 |
| 2.3.2 基于POMDP的主动SLAM | 第27-29页 |
| 2.4 本章小结 | 第29-30页 |
| 第三章 全局收益POMDP算法设计与实现 | 第30-46页 |
| 3.1 立即价值函数设计 | 第30-36页 |
| 3.1.1 基于信息熵的价值函数 | 第30-31页 |
| 3.1.2 未知环境探索收益 | 第31-32页 |
| 3.1.3 已知区域的挖掘收益 | 第32-34页 |
| 3.1.4 完整的立即价值函数 | 第34页 |
| 3.1.5 全局收益价值函数有效性证明 | 第34-36页 |
| 3.2 POMDP近似求解 | 第36-40页 |
| 3.2.1 POMDP的蒙特卡洛近似求解 | 第36-38页 |
| 3.2.2 启发式POMDP近似求解 | 第38-40页 |
| 3.3 POMDP基本模型设计 | 第40-42页 |
| 3.3.1 置信状态更新 | 第40-41页 |
| 3.3.2 观测模型与状态转移函数 | 第41-42页 |
| 3.4 基于ROS的算法实现 | 第42-45页 |
| 3.4.1 运动控制 | 第42-44页 |
| 3.4.2 置信状态的表示与操作 | 第44-45页 |
| 3.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 第四章 基于ROS的室内巡航系统设计与实现 | 第46-60页 |
| 4.1 已知环境下的运动控制 | 第46-48页 |
| 4.1.1 动态窗口法 | 第46-47页 |
| 4.1.2 改进的动态窗口法 | 第47-48页 |
| 4.2 已知地图全覆盖路径规划 | 第48-53页 |
| 4.2.1 Voronoi图 | 第49-50页 |
| 4.2.2 快速离散Voronoi图计算 | 第50页 |
| 4.2.3 离散Voronoi图的拓扑地图提取 | 第50-52页 |
| 4.2.4 地图全覆盖路径规划 | 第52-53页 |
| 4.3 预设巡逻系统的设计与实现 | 第53-54页 |
| 4.3.1 坐标名称标记 | 第53-54页 |
| 4.3.2 自定义巡逻路线 | 第54页 |
| 4.4 扩展接口与客户端控制 | 第54-58页 |
| 4.4.1 本地扩展接口设计 | 第54-56页 |
| 4.4.2 局域网客户端控制 | 第56-57页 |
| 4.4.3 互联网客户端控制 | 第57-58页 |
| 4.5 本章小结 | 第58-60页 |
| 第五章 系统功能测试与性能分析 | 第60-76页 |
| 5.1 测试环境介绍 | 第60-62页 |
| 5.1.1 仿真测试环境 | 第60页 |
| 5.1.2 真实测试环境 | 第60-62页 |
| 5.2 系统功能测试 | 第62-69页 |
| 5.2.1 搜索树深度的选择 | 第62页 |
| 5.2.2 全局收益POMDP算法测试 | 第62-63页 |
| 5.2.3 拓扑图提取测试 | 第63-65页 |
| 5.2.4 自主巡逻模块测试 | 第65-66页 |
| 5.2.5 预设巡逻模块测试 | 第66-67页 |
| 5.2.6 扩展接口测试 | 第67-69页 |
| 5.3 算法性能测试与分析 | 第69-74页 |
| 5.3.1 主动SLAM算法的评价指标 | 第69页 |
| 5.3.2 主动SLAM算法性能测试与比较 | 第69-73页 |
| 5.3.3 改进的动态窗口法测试 | 第73-74页 |
| 5.4 本章小结 | 第74-76页 |
| 第六章 总结与展望 | 第76-78页 |
| 6.1 总结 | 第76页 |
| 6.2 展望 | 第76-78页 |
| 致谢 | 第78-80页 |
| 参考文献 | 第80-84页 |
| 作者简介 | 第84页 |
