基于激光雷达的巡检机器人自主定位技术研究与应用

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2.1 机器人定位技术

1.2.2 基于扫描匹配的机器人定位

1.3 论文的研究内容

1.4 论文的主要结构

第二章 巡检机器人定位模型建立与系统设计

2.1 机器人的坐标关系

2.2 机器人定位相关模型

2.2.1 运动学模型

2.2.2 里程计模型

2.2.3 激光雷达感知模型

2.3 影响定位误差的因素分析

2.4 机器人定位系统框架设计

2.4.1 硬件系统框架设计

2.4.2 定位算法模块设计

2.5 本章小结

第三章 巡检机器人定位技术研究

3.1 引言

3.2 里程计误差分析

3.3 相对定位的系统误差修正

3.3.1 UMBmark算法校核系统参数

3.3.2 实验与结果分析

3.4 相对定位的非系统误差修正

3.4.1 扩展卡尔曼滤波推算航迹

3.4.2 无迹卡尔曼滤波推算航迹

3.4.3 两种算法仿真与实验对比分析

3.5 绝对定位技术

3.5.1 蒙特卡罗定位算法原理

3.5.2 蒙特卡罗定位算法设计

3.5.3 改进建议分布的自适应蒙特卡罗定位

3.5.4 实验与结果分析

3.6 本章小结

第四章 基于扫描匹配算法的机器人位姿纠正

4.1 引言

4.2 标准ICP算法研究

4.2.1 算法核心思想

4.2.2 算法流程

4.2.3 算法局限性

4.3 基于全局地图匹配的改进ICP算法

4.3.1 栅格地图转换为目标点云地图

4.3.2 确定关联点对的策略改进

4.3.3 转换关系优化求解

4.3.4 迭代终止条件改进

4.4.1 相邻点云匹配效果

4.4.2 算法对比分析

4.5 改进ICP算法的实际应用

4.6 本章小结

第五章 巡检机器人定位测试与分析

5.1 引言

5.2.1 测试平台

5.2.2 测试环境

5.3 定位性能评价标准

5.3.1 定位精度

5.3.2 重复定位精度

5.3.3 定位成功率

5.4 测试方案与内容

5.5 测试结果对比与分析

5.5.1 定位测试结果分析

5.5.2 不同环境测试结果对比

5.5.3 不同定位方式测试结果对比

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得研究成果