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本文主要描述了救援机器人操控系统的设计与实现。SEU-RedSun救援机器人的操控系统可以应用在RoboCup国际比赛Virtual Robot Simulation的标准比赛平台上,也可以使用在实物的救援机器人系统上。由于Virtual Robot Simulation平台提供了分布式的、实时的多机器人仿真环境,其设计充分考虑了从仿真到实物救援机器人上的移植性,因此也使得仿真救援机器人的操控系统可以比较好地和实物救援机器人的操控系统通用。
本文设计并实现了SEU-RedSun救援机器人操控系统,主要完成:
·救援机器人现状的研究:通过大量阅读救援机器人相关技术文献,分析了救援机器人目前的研究水平以及救援机器人的运行环境以及评分规则。
·分层的、可扩展的、灵活的操控系统框架结构:通过对救援机器人操控系统的整体需求进行合理的分析,把操控系统分为GUI层,Agent层,连接层,硬件层这四个层次,层与层之间靠“通讯”连接。
·同时定位与地图构建:分析了同时定位与地图构建中使用的地图表示方法,以及在定位与地图构建中用到的传感器的特点,实现了全局直线匹配方法。全局直线匹配方法正确度较高,速度较快,能够有效地解决在规则环境下机器人的实时定位问题。
·自主导航:实现了SEU-RedSun救援机器人队伍使用的自主导航算法,算法分为栅格地图预处理,目标点提取,全局路径规划,局部路径规划这四个步骤。此方法具有很强的鲁棒性,实时性,且适合多机器人同时进行探索。
·搭建调试环境:实现了高性能的调试工具--SEU-ToolKit,可以记录运行过程中的日志,并把机器人运行环境,状态用图形化的方式再现出来,这对SEU-RedSun救援机器人的研究和开发起到了至关重要的作用。