基于SLAM的移動機(jī)器人導(dǎo)航算法

　　智能移動機(jī)器人是一種在復(fù)雜的環(huán)境下工作的具有自規(guī)劃、自組織、自適應(yīng)能力的機(jī)器人。導(dǎo)航算法的研究是智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)話題。智能導(dǎo)航的目的就是在沒有人干預(yù)下使機(jī)器人有目的地移動并完成特定任務(wù)，進(jìn)行特定操作。本文旨在結(jié)合國家自然科學(xué)基金和湖北省青年杰出人才基金項(xiàng)目的需求，研究移動機(jī)器人同時定位與制圖(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)問題，并在此基礎(chǔ)上，研究機(jī)器人導(dǎo)航算法，使得機(jī)器人在完全未知結(jié)構(gòu)化環(huán)境中實(shí)現(xiàn)“完全自主”。

　　文章首先回顧了導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，對導(dǎo)航技術(shù)中的核心問題：定位與制圖進(jìn)行了詳細(xì)分析，指出了機(jī)器人定位與制圖研究中存在的問題，包括制圖復(fù)雜度、數(shù)據(jù)匹配難度以及定位制圖關(guān)聯(lián)度等;在此基礎(chǔ)上引出了本研究的重點(diǎn)：移動機(jī)器人同時定位與制圖(SLAM)算法，并對其算法構(gòu)架、屬性、以及分類等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了介紹。針對基于點(diǎn)特征的同時定位與制圖算法中存在的計(jì)算復(fù)雜度與信息豐富度之間的矛盾，本文提出了一種基于線特征的同時定位與制圖算法。文章對基于線特征的SLAM算法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，給出了包括機(jī)器人運(yùn)動模型、觀測模型的建立、數(shù)據(jù)匹配、狀態(tài)更新、地圖建立、地圖管理等方面的相關(guān)公式;并通過仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)了本算法的正確性與可靠性。

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