基于激光测距的移动机器人全局定位于运动控制.doc

摘要:随着科学技术的不断发展，智能移动机器人已经成功应用到各个领域。它们可以协助我们工作或服务于人类，也可以替人类完成一些危险的任务，从而提高生产效率。在不同的工作性质和工作环境下，智能移动机器人拥有种类丰富和工作用途广泛等特点。PR2为轮式仿人型智能移动机器人，由于其具备良好的兼容性和跨平台开发性等特点，所以我们使用PR2机器人来作为我们的实验载体。

定位技术是移动机器人在执行任务时的一个重要功能。目前，移动机器人定位技术可分为位置跟踪和全局定位两类。该设计主要通过URG系列激光扫描测距传感器，由于其拥有良好的测量效果，常用于工业机器人的避障和位置识别。我们使用激光测距传感器来获取和感知障碍物的信息和位置，最后根据得到的数据信息对PR2机器人进行运动控制，并规划其移动路径。根据室内实验结果表明，借助激光测距传感器来实现移动机器人进行全局定位控制是一种可行且高效的解决方案。本设计最终实现了对机器人的全局定位控制。

关键词：移动机器人；激光测距；全局定位；运动控制； 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1引言-1

1.2课题背景以及意义-1

1.3 国内外发展状况-2

1.3.1 国内发展状况-2

1.3.2 国外发展状况-2

1.4 本设计主要工作内容-3

1.5 章节安排-3

2 移动机器人运动学模型-4

2.1机器人运动学-4

2.2 ROS平台下机器人模型的建立-5

2.3 实验环境的搭建-6

3 卡尔曼滤波定位-9

3.1 技术简介-9

3.2 卡尔曼滤波在定位系统中的应用-10

4 最优运动控制-13

4.1 背景与概述-13

4.2 运动控制执行框架-13

4.3 移动机器人LQ运动控制-14

5 仿真实验-16

5.1 实验目标与环境-16

5.2 各系统功能测试与结果-17

结    论-19

参 考 文 献-20

附录A 卡尔曼滤波处理代码及仿真图-21

附录B 机器人LQ运动控制代码及仿真图-29

致    谢-33