摘要：fastslam算法是当前移动机器人自定位与自建地图领域中研究的热点和关键。系统论述fastslam关键技术及基本理论,并设计非结构化场景进行自定位与自建地图应用研究。首先,对贝叶斯滤波理论进行了概述,得到移动机器人SLAM问题的基本贝叶斯滤波递归形式;其次,应用Rao-Blackwellised理论将状态分解为采样部分和解析部分进行讨论,得到SLAM问题的解耦形式;再次,论述了算法中序贯和综合重采样粒子滤波器;最后给出fastslam伪算法的整体实现过程,给出在非结构化场景下仿真结果。仿真结果表明fastslam算法在非结构化场景下能够有效快速地实现自定位与地图创建,当取粒子数合适时,在快速性和精确性方面都能够达到理想效果。

摘要：随着基于机器人操作系统(ROS)的移动机器人应用研究的发展,如何实现快速建图、精准导航和语音交互是其面临的主要问题。为优化以上问题的解决方案,对基于ROS的差分轮式机器人系统进行了设计和研究。系统设计主要包括硬件设计、软件设计和试验测试三部分;首先,提出采用统一机器人描述格式(URDF)仿真模型和运动学模型分析,确定差分轮式机器人的结构形状及运动轨迹。其次,采用高效的fastslam算法完成定位与地图构建,全局路径规划采用蚁群算法,局部路径算法采用动态窗口(DWA)算法,使系统的建图更快、导航更精准。最后,通过模型仿真和实物测试完成控制效果的验证.试验结果表明,所设计的机器人系统能快速构建SLAM地图.精准完成导航,并通过语音指令控制机器人运动.避开障碍准确到达指定地点。该设计为移动机器人系统在环境感知与多传感器信息融合方面的研究提供了可靠平台,对基于ROS的家庭陪护机器人系统的研究也具有重要的借鉴意义。

摘要：本文阐述了移动机器人当前与国内外研究现状,分析了及时定位与地图构建SLAM技术的基本理论和主要算法,介绍了ROS开源机器人平台在科研和实际生产中的应用情况,总结了ROS平台上通用配置手段以及通信概念。通过在机器人系统(ROS)下进行室内环境测试,评价算法的改善效果。改进的粒子滤波定位算法能够有效减少激光雷达与地图匹配时间,超宽带技术的加入直接加速fastslam算法整体效率,使得滤波器无需在全局地图上检索,同时重采样时间被大大缩短了5/6左右,直接取消了机器人算法上的匹配行为。最后,本文给出开源移动机器人的系统设计方案。