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基于多源融合的机器人定位导航技术研究

专利权人:北京邮电大学

从欧盟的第七框架计划到美国国家机器人计划,以及韩国日本的机器人战略方针到习总书记的院士大会讲话,表明机器人技术是“第三次工业革命”重要切入点。相关研究表明,2013年全球家用机器人市场规模为1140万台,预计到2025年其产值将突破500亿美元大关。但是机器人技术涉及到多学科技术,包括机械控制、并行计算、传感器技术、仿生学、信号处理、人工智能等等。较与传统工业机器人,室内机器人现多工作于非结构环境,单一的激光同时定位与建图(Simultaneous Locatization and Mapping, SL

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从欧盟的第七框架计划到美国国家机器人计划,以及韩国日本的机器人战略方针到习总书记的院士大会讲话,表明机器人技术是“第三次工业革命”重要切入点。相关研究表明,2013年全球家用机器人市场规模为1140万台,预计到2025年其产值将突破500亿美元大关。但是机器人技术涉及到多学科技术,包括机械控制、并行计算、传感器技术、仿生学、信号处理、人工智能等等。较与传统工业机器人,室内机器人现多工作于非结构环境,单一的激光同时定位与建图(Simultaneous Locatization and Mapping, SLAM)己无法满足需求,必须结合视觉传感器、IMU、超声和深度视觉等多传感器融合技术进行室内场景识别,最大限度感知环境信息,为机器人的自主行走和导航提供技术支撑。机器人自主导航技术,涉及室内机器人各部分研宄难点,是目前智能化和自主化的关键技术,包括:未知探索、局部避障、融合算法、路径规划、目标检测等等。本项目将基于多源传感器融合技术,对室内机器人的自主导航技术展开研究,具体研究内容如下: 多传感器融合SLAM算法研究多传感器融合SLAM算法:融合超声、RGB-D、激光雷达数据,构建室内环境的二维栅格地图,通过自适应蒙特卡洛定位,实现全局探索和导航,并辅以动态窗口法进行局部避障,从事实现机器人对周围环境的感知。 路径规划算法研究全局最优路径规划算法,为机器人的行走提供决策支持,并能有效的实现对障碍物的躲避;为了路径规划和导航的算法复杂度,适应嵌入式平台的特点,将使用二叉树加速算法来优化路径规划,提升算法效率。 场景识别算法本项目将研究基于语义建图的场景分类算法,映射深度信息构建二维栅格地图,自主规划场景识别路径,实现机器人对三维场景的感知。本团队在室内导航与定位方面拥有自主国家发明专利11项,系统实现了室内室外全时空定位服务,包括:室内定位引擎、室外定位引擎、室内外识别系统和定位终端四部分。