救援机器人环境特征识别及建图系统研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuhuayu0472
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救援机器人是一种具有特殊功能的机器人,其研究领域中最关键的部分是环境识别和地图构建,能否绘制出准确的地图是救援工作能否顺利进行的关键。本文针对救援环境的特殊性,首先对救援机器人的机械系统和控制系统进行了设计,然后着重研究了救援环境特征识别和救援机器人地图构建等方面的内容,通过设计制作的救援机器人平台进行环境特征识别及建图系统实验。根据救援环境特征的特点,分析救援机器人的机械结构,选取主从式控制为救援机器人的控制系统;为了解决环境信息获取问题,设计了适用于救援环境的传感器构架,选取了合适的传感器;给出激光雷达数据处理方法,并建立用于观测的稳定平台。为解决救援机器人的环境识别问题,采用区域分割和特征提取来实现环境信息提取,提出一种改进的Split-and-Merge算法,便于更有效地从环境信息中提取特征线段。针对救援机器人的环境识别及其建图(SLAM)问题,提出了一种基于特征线段匹配的建图方法,提高了系统运行速度;在救援机器人移动过程中,系统能够及时准确地进行全局地图更新,并实现了同步定位。在救援环境中,利用救援机器人进行环境识别及建图,能够得到较完整的环境地图。实验结果表明救援机器人采用特征线段匹配方法建图能够在救援环境下完成环境特征识别和地图构建,并具有很好的实用性和准确性。
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