基于二维地图的变电站巡检机器人定位方法研究

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随着智能移动机器人应用领域的不断扩大,可靠、精确定位是移动机器人完成导航作业首要解决的问题,也是移动机器人研究中备受瞩目、富有挑战性的一个重要研究课题。  本文以变电站巡检机器人为研究背景,基于已知激光扫描的二维先验环境地图,采用SICK2D LMS200激光测距仪和单目摄像机作为机器人高精度的外部传感器,里程计和陀螺仪作为内部传感器,围绕二维地图匹配定位过程中实际问题进行研究。论文做了如下工作:  ①针对本文关注的基于激光地图匹配定位,从激光扫描信息中提取出线段特征,并与先验地图进行匹配,利用门限过滤方式提高地图匹配率成功率,在此基础上,将里程计与激光传感器融合,实现较精确定位。并基于 MobileSim移动机器人仿真平台进行实验仿真。  ②结合里程计与激光测距仪定位时,考虑到传统里程计随着时间和距离的增加,其累计误差也越来越大,当误差超出一定限度将定位失败,对此,本文提出利用视觉量角计对其进行航迹修正,并利用EKF融合多传感器信息。  ③基于二维地图匹配定位时,由于垂直方向的信息缺失,机器人常常陷入相似、对称的环境而导致―迷路‖,对此,本文提出单目视觉补偿二维地图信息,一方面利用单目视觉量角计补偿里程计信息,另一方面在环境中布置色块,作为移动机器人的绝对路标。最后用粒子滤波算法融合多传感器信息,实现较精确的定位。
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