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面向家庭服务的室内移动平台设计与实现

摘要第3-4页
Abstract第4页
1 绪论第9-19页
    1.1 课题研究背景与意义第9-10页
    1.2 家庭服务机器人国内外研究现状第10-13页
    1.3 课题关键技术及其研究现状第13-17页
        1.3.1 SLAM技术研究现状第13-15页
        1.3.2 导航技术研究现状第15-16页
        1.3.3 人体红外检测技术研究现状第16-17页
        1.3.4 现场图像采集技术研究现状第17页
    1.4 课题主要研究内容与章节安排第17-19页
2 移动平台总体方案设计第19-26页
    2.1 移动平台的功能和性能指标第19-20页
    2.2 系统硬件方案设计第20-22页
    2.3 系统软件方案设计第22-25页
    2.4 本章小结第25-26页
3 结构设计与控制系统搭建第26-39页
    3.1 机械结构设计第26-27页
    3.2 两轮差分驱动系统硬件选型及搭建第27-32页
        3.2.1 电机选型第27-28页
        3.2.2 减速器选型第28-29页
        3.2.3 电机驱动器选型第29-30页
        3.2.4 运动控制器选型第30-31页
        3.2.5 两轮差分驱动系统硬件总体设计第31-32页
    3.3 SLAM与导航系统硬件选型及搭建第32-35页
        3.3.1 上位机选型第33页
        3.3.2 激光雷达选型第33-35页
        3.3.3 里程计选型第35页
        3.3.4 SLAM与导航系统硬件总体设计第35页
    3.4 人体红外检测与现场图像采集系统第35-38页
        3.4.1 人体红外检测传感器选型第36页
        3.4.2 摄像头选型第36-37页
        3.4.3 人体红外检测与现场图像采集系统硬件总体设计第37-38页
    3.5 本章小结第38-39页
4 移动平台同步定位与地图构建(SLAM)算法优化第39-55页
    4.1 SLAM系统结构与地图的描述方法第40-41页
        4.1.1 SLAM系统结构第40-41页
        4.1.2 地图的描述方法第41页
    4.2 移动平台的运动模型与观测模型第41-44页
        4.2.1 移动平台的运动模型第41-43页
        4.2.2 移动平台的观测模型第43-44页
    4.3 基于RBPF的SLAM算法优化第44-51页
        4.3.1 Rao-Blackwellized粒子滤波第44-47页
        4.3.2 Rao-Blackwellized粒子滤波算法的改进第47-51页
    4.4 仿真结果对比与分析第51-53页
    4.5 本章小结第53-55页
5 移动平台导航算法及其优化第55-63页
    5.1 全局路径规划算法及其仿真第55-58页
        5.1.1 A~*算法分析与仿真第55-56页
        5.1.2 基于A~*算法的移动平台全局路径规划功能实现第56-58页
    5.2 局部路径规划算法分析第58-62页
        5.2.1 DWA算法基本原理第58-60页
        5.2.2 DWA算法存在的问题及改进第60页
        5.2.3 异常处理第60-61页
        5.2.4 移动平台局部路径规划功能实现第61-62页
    5.3 本章小结第62-63页
6 基于ROS的室内移动平台SLAM与导航软件设计第63-72页
    6.1 传感器信息预处理第63-67页
        6.1.1 基于ROS实现分布式部署第63页
        6.1.2 传感器信息的发布第63-65页
        6.1.3 tf设置第65-67页
    6.2 基于ROS的SLAM功能实现第67-68页
    6.3 基于ROS的导航功能实现第68-71页
        6.3.1 膨胀地图第69-70页
        6.3.2 导航的配置文件第70-71页
    6.4 本章小结第71-72页
7 室内人体检测与现场图像采集技术及其实现第72-76页
    7.1 基于红外传感器的人体检测第72-73页
        7.1.1 无线热释电红外传感器基本原理第72页
        7.1.2 人体红外检测功能的实现第72-73页
    7.2 室内人体图像采集功能实现第73-75页
        7.2.1 摄像头图像信息处理基本原理第74页
        7.2.2 现场图像采集系统功能实现第74-75页
    7.3 本章小结第75-76页
8 实验及其结果分析第76-86页
    8.1 基于ROS的SALM与导航实验第76-82页
        8.1.1 构建地图实验第76-79页
        8.1.2 路径规划实验第79-80页
        8.1.3 导航精度测试实验第80-82页
    8.2 基于ROS的人体红外检测与现场图像采集功能实验第82-84页
        8.2.1 人体红外检测并进行图像采集实验第82-84页
        8.2.2 指定点进行现场图像采集实验第84页
    8.3 本章小结第84-86页
9 总结与展望第86-88页
致谢第88-89页
参考文献第89-93页
附录第93页

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