《移动机器人原理与设计》第七章导航

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5．激光雷达 发出激光束到接收到被测物反射光束的时间间隔来计算被测 物的距离信息。此时间间隔称为飞行时间（Time of Flight， TOF） 二维和三维激光雷达 LMS511型激光雷达采用时间飞行法及多重回波技术
激光的反射率与反射表面的颜色和粗糙程度有关 距离增加，发射激光的光斑会逐渐发散
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① 主动SLAM ② 动态环境下SLAM ③ 多智能体协作同步定位与地图构建
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定位用的传感器
检测自身状态，，检测环境状态 1．精密电位器 测量位置或角度的变化 2．里程计 一般用光电编码器
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3．光纤陀螺仪 干涉式光纤陀螺仪、谐振式光纤陀 螺仪以及受激布里渊散射光纤陀螺仪 。 萨格纳克效应 光程差 ΔS=4πR2ω/C 4．倾角传感器 实际是一种加速度传感器 固体摆式、液体摆式、气体摆 测量重力垂直轴与加速度 传感器灵敏轴之间的夹角， 就得到倾斜角
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立体视觉
视差原理
两台摄像机从不同的位置获取被测物体的 两幅图像，通过计算图像对应点间的位置 偏差，可以获取物体的三维几何信息
基于视觉的运动目标跟踪自定位
多目系统、双目系统、单目系统 静态场景和动态场景 静态算法：相减法、帧差法、光流法和运动能量法
动态算法：Hough变换
卫星定位
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定位是机器人实现自主移动的条件 并发定位与环境建图SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）
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定位描述方法
（1）基于拓扑地图的自定位方法
（2）基于几何地图的全局定位方法
① 几何推理法 ② 蒙特卡洛定位法
（3）基于几何地图的局部定位方法
（4）同步定位与地图构建（SLAM）
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基于激光雷达的地图匹配自定位
地图匹配是绝对定位方法 。 用当前建立的局部地图与当前的全局地图匹配比较，获得它们的对 应关系。 地图的匹配是基于图标或基于特征的匹配，主要用模糊理论或概率 算法实现 。
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基于视觉的运动目标跟踪自定位
1．图像分割
图像分割技术是把图像划分为若干不重叠的、有意义的区域或部分的图 像处理技术。 基于阈值的分割方法 基于区域的分割方法 基于边缘的分割方法 基于特定理论的分割方法
第七章 移动机器人导航
移动机器人定位的基本方法 定位用的传感器 移动机器人导航技术
传统导航方法 智能导航方法
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7.1 移动机器人定位
定位的基本方法
（1）相对定位法：也称航迹推测法。在初始位姿确定的情 况下，机器人利用检测运动过程中相对于初始位姿的变化 情况，获知当前位姿。 （2）绝对定位法：通过检测或通信的方式获得位置标志信 息，用位置匹配计算方法得 出机器人的位置坐标。 （3）组合定位方法：相对 定位方法与绝对定位方法结 合运用的方法。
空间部分、地面控制部分、用户设备部分
7.2移动机器人导航技术
传统的导航方法
1）自由空间法
百度文库2）图搜索法
3）栅格解耦法 4）人工势场法
智能导航方法
1）基于模糊逻辑的机器人导航
2）基于人工神经网络方法的机器人路径规划
3）基于遗传算法的机器人路径规划 4）基于混合方法的机器人导航
习题
1．说明移动机器人定位的常用方法及其原理。 2．同步定位与地图构建是怎样完成的？ 3．解释光纤陀螺仪的基本原理。 4．智能导航方法有什么优点？ 5．查阅资料，描述两种基于视觉的运动目标跟踪定 位方法。