移动机器人楼层内定位与导航研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 移动机器人定位导航技术研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 运动控制技术 | 第12-13页 |
| 1.2.2 路径规划与避障技术 | 第13页 |
| 1.2.3 定位技术 | 第13-14页 |
| 1.3 课题主要研究内容与章节安排 | 第14-16页 |
| 2 移动机器人楼层内定位与导航系统方案设计 | 第16-25页 |
| 2.1 机器人结构及性能指标 | 第16-18页 |
| 2.2 机器人定位导航系统总体设计 | 第18-24页 |
| 2.2.1 运动控制子系统方案设计 | 第19-22页 |
| 2.2.2 路径规划和避障子系统方案设计 | 第22页 |
| 2.2.3 组合定位子系统方案设计 | 第22-23页 |
| 2.2.4 视觉识别方案设计 | 第23-24页 |
| 2.3 本章小结 | 第24-25页 |
| 3 基于四轮全向驱动底盘的运动控制子系统设计 | 第25-39页 |
| 3.1 运动控制子系统硬件选型与搭建 | 第25-30页 |
| 3.1.1 主控制器选型 | 第25-26页 |
| 3.1.2 运动控制板卡选型 | 第26页 |
| 3.1.3 驱动电机及电机驱动器选型 | 第26-28页 |
| 3.1.4 舵机选型 | 第28-29页 |
| 3.1.5 运动控制子系统硬件电路搭建 | 第29-30页 |
| 3.2 机器人行走模式及其运动分析 | 第30-34页 |
| 3.2.1 直线行走模式 | 第32-33页 |
| 3.2.2 曲线行走模式 | 第33-34页 |
| 3.3 运动控制子系统软件设计 | 第34-38页 |
| 3.3.1 运动控制程序设计 | 第35-37页 |
| 3.3.2 运动轴速度曲线规划 | 第37-38页 |
| 3.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 4 机器人楼层内路径规划与避障技术 | 第39-51页 |
| 4.1 避障传感器选型 | 第39-41页 |
| 4.1.1 超声波测距传感器 | 第39-40页 |
| 4.1.2 超声波避障传感器 | 第40-41页 |
| 4.2 避障导航硬件安装以及电路设计 | 第41-43页 |
| 4.2.1 避障导航硬件安装 | 第41-42页 |
| 4.2.2 硬件电路 | 第42-43页 |
| 4.3 基于全局已知环境的路径规划技术 | 第43-48页 |
| 4.3.1 电子地图设计 | 第43-46页 |
| 4.3.2 基于电子地图深度遍历的最短路径规划 | 第46-48页 |
| 4.4 机器人避障技术 | 第48-50页 |
| 4.4.1 机器人前后障碍物避障 | 第48-49页 |
| 4.4.2 机器人左右墙壁避障 | 第49-50页 |
| 4.5 本章小结 | 第50-51页 |
| 5 基于多传感器组合的机器人楼层内定位技术 | 第51-64页 |
| 5.1 定位传感器选型及搭建 | 第51-53页 |
| 5.1.1 磁力计 | 第51-52页 |
| 5.1.2 视觉传感器 | 第52-53页 |
| 5.1.3 定位传感器安装与电路连接搭建 | 第53页 |
| 5.2 机器人楼层内相对定位技术设计与实现 | 第53-58页 |
| 5.2.1 机器人运动空间定位模型表述 | 第53-55页 |
| 5.2.2 基于扩展卡尔曼滤波的位姿计算 | 第55-57页 |
| 5.2.3 基于编码器和磁力计的相对定位 | 第57-58页 |
| 5.3 路口和目标绝对定位设计与实现 | 第58-63页 |
| 5.3.1 基于超声波传感器的路口绝对方法 | 第59-61页 |
| 5.3.2 基于机器视觉的门牌绝对定位 | 第61-63页 |
| 5.4 本章小结 | 第63-64页 |
| 6 基于模板匹配的楼层内门牌号码数字识别 | 第64-74页 |
| 6.1 原始图像预处理 | 第64-68页 |
| 6.1.1 图像去除边框 | 第65页 |
| 6.1.2 二值阈值化 | 第65-66页 |
| 6.1.3 图像滤波 | 第66-67页 |
| 6.1.4 图像分割提取门牌 | 第67-68页 |
| 6.1.5 门牌图像矫正 | 第68页 |
| 6.2 提取门牌图像预处理 | 第68-70页 |
| 6.2.1 图像分割提取整体数字 | 第69页 |
| 6.2.2 二值阈值化并滤波 | 第69页 |
| 6.2.3 整体数字矫正 | 第69页 |
| 6.2.4 图像分割提取单独数字 | 第69-70页 |
| 6.2.5 数字最小矩形框 | 第70页 |
| 6.2.6 归一化 | 第70页 |
| 6.3 基于KNN算法的数字模板匹配 | 第70-72页 |
| 6.4 本章小结 | 第72-74页 |
| 7 机器人楼层内定位与导航验证实验及其分析 | 第74-83页 |
| 7.1 运动控制实验 | 第74-76页 |
| 7.1.1 直线和曲线运动模式实验 | 第75页 |
| 7.1.2 四轮运动同步实验 | 第75-76页 |
| 7.2 路径规划与避障实验 | 第76-79页 |
| 7.2.1 基于电子地图的全局路径规划实验 | 第76-78页 |
| 7.2.2 走廊过道避障实验 | 第78-79页 |
| 7.3 定位实验 | 第79-82页 |
| 7.3.1 相对定位实验 | 第79-80页 |
| 7.3.2 绝对定位实验 | 第80-82页 |
| 7.4 本章小结 | 第82-83页 |
| 8 总结与展望 | 第83-85页 |
| 致谢 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-90页 |
| 附录 | 第90页 |
