| 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 |
