摘要
当前，移动机器人被广泛应用于社会生活中的各个领域，在人类日常生活中也扮演着越来越重要的角色。因此，对移动机器人开展研究很有必要。本文围绕室内移动机器人的同步定位与建图(SLAM)以及路径规划问题展开研究，主要工作如下： (1)建立SLAM模型，它包括移动机器人的运动学、栅格地图环境以及激光雷达的似然场观测模型等。针对单线激光雷达运动易产生畸变的问题，采用里程计辅助法消除畸变。其次，对激光雷达扫描匹配算法进行对比分析，采用点对线迭代最近点(PL-ICP)算法对点云进行配准，提高了激光雷达的定位精度和抗干扰能力。最后，通过Gazebo仿真平台完成上述方法的仿真实验，验证本文的数据预处理改进方法对提高地图精度的有效性。 (2)围绕移动机器人单目标点路径规划问题，分别对A*算法和蚁群算法进行原理推导，并选取A*算法作为本课题的路径规划算法。针对A*算法存在边缘碰撞和转折点过多等问题，对A*算法提出改进策略。首先，在A*算法启发函数中引入斥力场函数，使障碍物对机器人具有斥力作用，以避免机器人与障碍物发生碰撞；其次，利用二阶贝塞尔曲线对路径轨迹加以优化。最后，在MATLAB平台中搭建仿真环境，对改进后的A*算法进行验证。实验结果表明，改进A*算法消除了边缘碰撞的问题，且优化后的曲线路径更符合移动机器人的移动路径。 (3)围绕移动机器人在室内变电站需完成多任务点巡检的问题，构建多目标点路径规划模型，并利用旅行商问题(TSP)的思想进行求解。
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