服務機器人智能空間的構建與實現(xiàn).pdf

1、我國對機器人的研究起步較晚，但發(fā)展迅速，今年來有不少新的成果和產(chǎn)品發(fā)布。但室內(nèi)服務機器人的研究進展并不理想，本文借鑒國內(nèi)外對智能空間的研究，將智能空間技術引入室內(nèi)服務機器人領域。本課題旨在解決，在非結構、時變的室內(nèi)環(huán)境下，如家居環(huán)境、教室等，現(xiàn)有服務機器人不能準確地完成服務任務的問題。
　　 本文討論了智能空間的構建以及如何實現(xiàn)的問題，概述如下：
　　 本文詳細討論了怎樣構建智能空間。首先，為了使讀者更好的理解作者的論文

2、思路，引入并詳細介紹了普適網(wǎng)絡和智能空間技術的概念和特點。然后，給出了智能空間的總體設計：利用室內(nèi)環(huán)境的特點，應用圖像處理技術，建立環(huán)境的全局柵格地圖，為服務機器人提供了全局環(huán)境信息；應用無線藍牙傳輸技術，建立空間內(nèi)的信息通訊，實現(xiàn)機器人和服務器的實時信息交互；最后，依據(jù)人工路標的設計原則，設計出一種新的路標，用以輔助機器人定位，并提供相關環(huán)境信息。實驗表明，創(chuàng)建的全局柵格地圖能夠較詳細、全面的描述室內(nèi)環(huán)境；設計的人工路標不僅充分滿足尺

3、度不變性、自相似性、放射變換性，且容易識別，能夠提供充足的環(huán)境信息，幫助機器人自定位。
　　 本文詳細研究了怎樣實現(xiàn)智能空間。首先介紹了服務機器人的機載傳感器參數(shù)。然后重點研究了機器人同時定位與地圖創(chuàng)建(SLAM)問題：依據(jù)擴展卡爾曼濾波(EKF)理論，建立了機器人運動、觀測和狀態(tài)更新模型，實現(xiàn)了機器人位姿預測和更新；依據(jù)超聲波測距原理，利用超聲、紅外傳感器技術，創(chuàng)建了局部環(huán)境柵格地圖，為機器人實現(xiàn)導航避障提供了前提；依據(jù)多假設

4、理論，利用傳感器技術，解決了SLAM中的數(shù)據(jù)關聯(lián)問題，明確了傳感器測量值之間、傳感器測量值與地圖特征之間或者地圖特征之間的對應關系。最后，依據(jù)D-S正據(jù)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡理論，利用傳感器技術，提出了一種新的多傳感器融合技術，提高了信息融合的有效性與可靠性。實驗表明，創(chuàng)建的局部環(huán)境柵格地圖獲取了大量的環(huán)境細節(jié)信息；新的傳感器融合技術明顯提高了信息融合的有效性、可靠性、實時性。
　　 在所構建的智能空間基礎上，重點討論了機器人的路徑規(guī)劃