关于移动机器人定位系统的研究——基于多传感器的机器人定位技术

在移动式机器人系统中,导航系统是机器人实现自治的核心,在导航系统中机器人定位系统又有着至关重要的作用.因为,只有基于精确定位的导航才是可靠的.考虑到目前的移动机器人系统都装备有多传感器,本文着重研究了基于多传感器的移动机器人定位技术.本定位系统首先获取里程计信息,按轨迹生成法得到机器人的粗定位,并在粗定位基础上进行局部感知环境预测,然后融合视觉传感器和距离传感器的信息,以得到较精确的机器人局部感知模型,以此 在移动式机     

基于ARM的移动机器人组合导航系统设计与实现

为了实现室外自主移动机器人的导航定位需求,利用微惯性测量单元(MIMU)和全球卫星定位系统(GPS)接收机,设计并实现了一种基于ARM Cortex M4内核的SINS/GPS组合导航系统。详细介绍了系统硬件组成、软件结构,并在此基础上实现了Kalman滤波的SINS/GPS组合导航算法。将该组合导航系统安装于旅行者II移动机器人,采用差分GPS对组合导航系统性能进行评估。实验结果表明:该系统具有较高的精度,达到了设计要求,具有良好的实用性。     

基于人机交互的移动服务机器人导航系统

针对目前全自主移动机器人尚难实现的问题,基于人机结合的思想研制了由操作者、人机交互平台和移动机器人组成的“人—机—环境”一体化移动机器人导航系统．介绍了该系统的结构组成,阐述了系统导航策略,详细分析了人机交互、人机协作、移动机器人位姿预测及基于扩展卡尔曼滤波的位姿校正方法．设计了导航系统界面,通过在室内真实环境下的导航实验,验证了该“人—机—环境”一体化移动机器人导航系统的有效性．     

基于多传感器信息融合的移动机器人导航系统

介绍了多传感器信息融合的基本原理,给出了基于多传感器信息融合的移动机器人导航系统结构。建立了移动机器人数学模型,运用基于扩展卡尔曼滤波的信息融合方法实现了移动机器人导航算法。通过实验验证了基于多传感器信息融合的移动机器人导航系统和导航算法的有效性。     

基于模糊控制信息融合方法的机器人导航系统

本文提出了一种基于模糊控制和信息融合的自主式移动机器人导航系统的实现方法.采用表格查询的模糊控制方法,对导航系统中的多传感器信息进行融合,实现了机器人的路径跟踪和自动纠偏的功能.该系统具有实现简单、响应快、鲁棒性好等特点,仿真实验和实际运行结果表明了该系统在具有引导线的环境中能有效实现自主式移动机器人的导航.     

移动机器人自主导航系统及上位机软件设计与实现

针对移动机器人自主导航系统,采用C++语言设计了一款基于Qt的跨平台实时数据可视化上位机软件;该软件执行SLAM技术和路径规划算法,实现可视化移动机器人建图与导航过程以及实时读取数据参数等功能;首先介绍移动机器人的硬件结构和功能;其次给出了自主导航所运用到的改进RRT*算法和动态窗口法;在详细叙述上位机软件工作流程的基础上,开发和设计了实时话题显示、读取以及界面可视化等功能;最后基于ROS系统完成移动机器人自主导航功能,并通过实时地图与数据可视化来验证所设计上位机软件功能的有效性。     

基于SPCE061A单片机移动机器人导航系统硬件设计

采用了凌阳公司所生产的一款SPCE061A单片机和超声波测距模组结合,分别在移动机器人的前方、左侧、右侧安装超声波测距传感器,来实现对移动机器人周围环境的探测.着重给出该导航系统的硬件设计与实现,同时将搭建的硬件系统应用于未知环境下进行实时探测,从而验证系统的完整性、有效性.     

基于RFID的校园导航系统的设计与实现

随着GIS、LBS技术和移动互联网技术等核心技术的发展,服务于普通大众的个人导航系统成为应用热点。室内行走引导是个人导航系统的核心之一,其中涉及的室内定位技术一直是研究的难点之一。基于固定式RFID标签群,生成室内位置地图,将随身移动式RFID读写器和个人智能手机相结合,完成室内定位、路径计算和导航提醒。基于上述设计方案,完成了一个基于RFID的南京大学校园导航系统,并将其投入了实际使用。     

基于ROS平台的移动机器人自主导航技术研究

针对移动机器人传统的室内环境导航方法比较单一,无法适应多场景等问题,本文将传统的基于ROS平台的Navigation功能框架的导航方法与AprilTag标签算法相结合进行导航系统的设计。该系统采用Gmapping算法和AMCL算法分别完成环境建图与机器人定位,然后通过Navigation功能框架获取环境地图与机器人位姿信息进行路径规划,并且在此基础上结合AprilTag标签算法进行机器人的导航设计。实验结果表明,该系统构建的环境地图精度较高,能够实现对机器人的有效定位,且Navigation功能框架与AprilTag标签相结合的导航系统能更好地适应多场景。     

多模卫星组合导航滤波融合算法

为融合多种模式的卫星导航系统的信息,解决单一卫星系统存在的缺点,研究了多模卫星导航定位技术,提出了一种基于单元级融合方式的导航定位算法.首先,建立了北斗/GPS/GLONASS多模卫星组合导航系统的数学模型,然后为每颗卫星分别设计子滤波器,给出了联邦多重渐消记忆滤波融合算法.试验结果表明,该算法能灵活有效的利用多个卫星系统的卫星进行导航定位,提高了卫星导航系统的精度和可靠性.     

Robust Segmentation Method for Doorplate Recognition System

Robot navigation based on character recognition is an effective vision method for com- pensating the disadvantage of ultrasonic and infrared sensors.A typical example of character recog- nition for mobile robot navigation is the doorplate recognition system.The captured doorplate images contain unexpected noise from irregular illumination conditions,various imaging angles,dif- ferent imaging distances,etc.The unexpected noise may still exist after segmentation step.In this paper,a robust segmentation method based on speculating the candidates of the characters and feeding back the classification result to the segmentation process is presented.If the candidates of doorplate characters cannot be determined at the segmentation step,a speculation according to known knowledge is executed.The threshold for character extraction from candidates is adjusted when the corresponding character is rejected after classification.The experimental results indicate that the recognition results are effectively improved with the proposed segmentation method.     

门牌识别系统中的鲁棒性分割方法

Robot navigation based on character recognition is an effective vision method for compensating the disadvantage of ultrasonic and infrared sensors. A typical example of character recognition for mobile robot navigation is the doorplate recognition system. The captured doorplate images contain unexpected noise from irregular illumination conditions, various imaging angles, different imaging distances, etc. The unexpected noise may still exist after segmentation step. In this paper, a robust segmentation method based on speculating the candidates of the characters and feeding back the classification result to the segmentation process is presented. If the candidates of doorplate characters cannot be determined at the segmentation step, a speculation according to known knowledge is executed. The threshold for character extraction from candidates is adjusted when the corresponding character is rejected after classification. The experimental results indicate that the recognition results are effectively improved with the proposed segmentation method.     

单目视觉人工路标辅助的移动机器人导航方法

室内机器人在采用里程计法长距离导航时,定位精度下降很快,以及以往人工路标定位方案的识别准确率低,又难以满足导航实时性的要求. 针对这些问题,本文设计了能快速准确识别的人工路标,从而来修正机器人里程计法导航的累计误差,并通过卡尔曼滤波将人工路标和里程计法的定位信息有效地融合起来. 实验结果表明,数字人工路标的识别准确率高,且识别速度满足导航实时性的要求,该方法有效地提高了移动机器人里程计法导航时的精度和鲁棒性.     

基于多传感器信息融合的移动机器人导航系统的设计与实现

概述多传感器信息融合技术的原理与方法，通过实例描述了多传感器信息融合在移动机器人导航中的应用。在能力风暴机器人平台建立了基于多传感器信息融合的导航体系结构，并通过具体的实验和结果表明了多传感器信息融合方法在导航中的有效性。     

基于人脸识别与光流追踪的移动机器人视觉导航方法

针对移动机器人视觉导航中跟踪目标丢失的问题,提出了基于人脸识别与稀疏光流算法(KLT)结合的移动机器人视觉导航方法(FR-KLT视觉导航方法)。采用OpenCV库中的Haar特征提取人脸识别算法实时检测识别目标人脸,通过Harris角点检测获取目标人体特征点,对目标人体进行精准定位;KLT光流追踪法测算目标移动趋势,并预测目标下一刻大致位置。目标人体位置变动时移动机器人对目标进行实时追踪导航。通过Pioneer-LX机器人在真实环境下试验,验证了该方法准确识别并跟踪目标的实时性和有效性。     

一种基于人机交互的移动机器人反应式导航方法

针对未知环境中移动机器人的自主导航问题,提出了一种基于人机交互的反应式导航方法。在采用模糊逻辑实现机器人基本智能行为的基础上,利用基于优先级和有限状态机的混合行为协调方法建立"环境刺激-反应"机制,提高机器人的局部自主能力。提出将"人刺激-反应"机制引入机器人系统,提高机器人系统对环境的理解与决策能力。在不同环境模型中利用提出的方法对移向指定目标的机器人自主导航进行了仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于人工神经元网络的移动机器人导航研究

本文采用人工神经元网络模型，提出了一个基于行为的移动机人导航方法，并在仿真实验系统上进行了实验研究，取得了令人满意的结果，这是一种前有前途的导航方法。     

未知环境中基于视觉显著区域的拓扑定位

针对移动机器人在未知环境中的导航问题,提出并实现一个新的基于视觉显著区域的拓扑定位系统。首先采用中心—周围差方法在多尺度图像空间中计算颜色及纹理对比,根据检测出的显著线索构造适宜尺寸的显著区域。然后将这些场景中的视觉显著区域利用隐马尔科夫模型组织成为拓扑图中的一个顶点,从而将定位问题转化为隐马尔科夫模型(HMM)的估值问题。该系统支持机器人在线建立环境的拓扑模型,同时进行定位。实验结果表明,该方法能够在机器人移动过程中发生尺度、2维旋转、视角等变化时稳定地检测出显著视觉区域,场景识别率较高。实验证明该定位系统有能力保证机器人在未知环境中的安全导航。     

3传感器节点▽型结构的移动机器人寻迹算法

针对智能车竞赛电磁组寻迹算法,提出一种有别于传统的新型结构摆放传感器节点的方式,并在此结构下提出了一种寻迹规则对设定路径进行识别.为了检验所述算法,设计并实现了基于MCF52259核心控制单元的移动机器人寻迹系统,在识别较复杂路径时取得良好的实验效果.