救援机器人环境特征识别及建图系统研究

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毕业论文范文题目： 救援机器人环境特征识别及建图系统研究，论文范文关键词： 救援机器人环境特征识别及建图系统研究
救援机器人环境特征识别及建图系统研究毕业论文范文介绍开始：
　　救援机器人环境特征识别及建图系统研究（硕士学位论文），共79页。
　　摘要
　　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。
　　关键词：救援机器人；环境识别；Split-and-Merge；特征匹配；SLAM
　　
　　目录
　　第 1 章绪论1
　　1.1 课题背景 1
　　1.2 课题来源和研究意义 2
　　1.3 国内外研究现状 3
　　1.4 项目的研究内容 4
　　1.4.1 论文需要解决的问题5
　　1.4.2 论文主要内容 6
　　第 2 章救援机器人总体需求分析 7
　　2.1 救援环境模拟场地分析 7
　　2.2 救援机器人总体架构 7
　　2.2.1 救援机器人机械结构分析8
　　2.2.2 救援机器人控制系统分析9
　　2.3 主从式控制系统研究 9
　　2.3.1 控制系统选取 9
　　2.3.2 主从式控制设计 11
　　2.3.3 信息的采集设备和传输设备12
　　2.4 激光雷达数据处理 17
　　2.5 稳定观测平台设计 21
　　2.6 本章小结 23
　　第 3 章环境特征识别研究24
　　3.1 地图表示类型 24
　　3.1.1 直接特征表示法 24
　　3.1.2 栅格地图表示法 24
　　3.1.3 拓扑地图表示法 25
　　3.1.4 特征地图表示法 25
　　3.2 环境特征信息 26
　　3.3 环境特征识别 26
　　3.3.1 环境特征提取方案 26
　　3.3.2 激光数据点的区域分割27
　　3.3.3 特征线段提取方法 30
　　3.3.4 Split-and-Merge 算法的改进 35
　　3.3.5 提取数据特征点 37
　　3.4 数据的预处理和后处理 39
　　3.5 本章小结 39
　　第 4 章基于特征线段匹配的 SLAM 算法研究40
　　4.1 SLAM 算法研究 40
　　4.1.1 SLAM 算法类型 40
　　4.1.2 基于特征的 SLAM 算法过程41
　　4.2 基于特征线段匹配 SLAM 算法43
　　4.2.1 特征线段的坐标转换43
　　4.2.2 特征线段的匹配过程44
　　4.2.3 误差向量作用 48
　　4.2.4 误匹配处理和特征线段优化48
　　4.3 机器人定位 51
　　4.4 本章小结 52
　　第 5 章地图构建模拟系统53
　　5.1 系统开发工具 53
　　5.2 救援机器人建图系统 53
　　5.2.1 模拟救援环境场地 54
　　5.2.2 建图系统界面设计 55
　　5.2.3 救援机器人建图系统应用56
　　5.3 仿真实验分析 58
　　5.4 本章小结 61
　　结论
　　62
　　参考文献
　　64
　　攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果70
　　致谢 71

以上为本篇毕业论文范文 救援机器人环境特征识别及建图系统研究的介绍部分。

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