基于云的移動機器人同步定位與制圖.pdf

1、戶外移動機器人同步定位制圖（SLAM）是自主導航機器人非常重要的一個研究方向，然而傳統(tǒng)的機器人定位制圖方法受限于戶外機器人自身攜帶的機載設備等物理因素計算能力收到極大制約，降低了機器人數據處理效率，尤其是大數據運算時受到的限制更大，而且增加了機載負擔。云機器人是一個新興的機器人領域，它是將云計算云存儲的概念應用于機器人相關領域，充分利用了現代云計算架構來共享資源和數據。此外，受益于網絡數據傳輸速率的快速增長，對于一些沒有硬性規(guī)定實時要求

2、的任務，可以將移動機器人相關機載設備進行卸載，提高機器人的移動便攜性能。
　　為了克服傳統(tǒng)移動機器人定位制圖數據量大、機載設備要求高和計算效率低下等問題，本文將云端強大的計算和存儲能力與移動機器人定位制圖結合起來，充分發(fā)揮云機器人在大數據運算存儲方面的獨特優(yōu)勢。論文中采用C/S架構進行云機器人定位制圖，其中移動機器人端作為客戶端主要用來獲取車體及環(huán)境相關數據信息，同時對點云數據運行點云分離算法，對無效數據進行剔除。云端作為服務器端

3、一方面運行迭代最近點（ICP）算法，更新估計的位置及環(huán)境信息，另一方面將數據在云端進行相關存儲及提取操作。由于數據量比較大，為了防止數據丟失等問題，云端與移動機器人端的數據傳輸文中采用基于TCP/IP協(xié)議的網絡傳輸方法。
　　論文中完成了對迭代最近點匹配算法、點云分離算法及網絡傳輸算法的模擬驗證，確保了算法實現的準確性及穩(wěn)定性。接著完成了移動機器人端實驗平臺的搭建，速度信息采集平臺用來獲取車體行走時的速度信息，三維環(huán)境信息采集平臺

4、用來獲取車體行走時路徑周邊的三維環(huán)境點云信息，姿態(tài)信息采集平臺則完成了車體行走時姿態(tài)角度的測量。將實驗平臺裝載到移動機器人端，文中選取大學城河邊樹林進行戶外實驗。通過實驗數據分析，特別是定位誤差分析及定位制圖總體時間對比分析，可以得知云機器人在定位制圖方便相對于傳統(tǒng)定位制圖方法有著很大優(yōu)勢，不僅能大幅度提高數據的運算效率降低機載負擔提高移動便攜性，而且可以在線定位運算，免去了離線處理的繁瑣，同時驗證了算法的準確性，完成了期望的定位制圖要