开题答辩PPT-孙建

1、室内移动机器人区域覆盖路径规划方法研究答辩人：孙 建 导 师： 陈宗海 教授 时 间：2016/5/231提纲2绪论室内环境特征检测代价地图创建多区域复杂环境区域覆盖路径规划车式机器人的区域覆盖技术总结与展望论文与专利绪论绪论n课题来源p 国家自然科学基金(61375079) 基于灰色定性仿真的机器人- 环境系统信息智能表达技术及其应用研究p 校企合作项目 移动机器人室内建图算法设计与开发p 校企合作项目 移动机器人室内区域覆盖算法设计与开发3机器人发展历程4移动机器人发展历程移动机器人发展历程5移动机器人应用领域移动机器人应用领域工业制造家庭和医疗服务水下探测火灾救援太空探险农业生产6国内研

2、究7关键问题 Leonard ,1990机器人导航Where am I?定位Where am I going?地图创建How should I get there?路径规划同时定位与地图创建(SLAM)8路径规划路径规划按按导航导航任务中目标范围任务中目标范围分类分类：n 全局路径规划 (Global Path Planning )n 局部路径规划/运动控制 (Local Path Planning/Motion Planning)9全局路径规划全局路径规划搜索方法：n启发式搜索方法 A*算法，Dijkstra 算法，D*算法等。n 智能方法 粒子群优化算法(PSO)，模拟退火算法，神经网络方

3、法等。10局部路径规划方法局部路径规划方法速度空间分解法快速扩展随机树反演方法人工势场法接近图法智能控制方法11区域覆盖区域覆盖贴几张区域覆盖的应用图12提纲提纲13绪论室内环境特征检测代价地图创建多区域复杂环境区域覆盖路径规划车式机器人的区域覆盖技术总结与展望论文与专利研究内容研究内容研究机器人工作环境代价地图的创建研究全局路径规划与局部路径规划结合实现路径规划研究适用于室内多区域环境的区域覆盖方法14技术路线技术路线1.代价地图的创建p: 栅格d(p):栅格p到障碍物的最小欧式距离RR：机器人半径IR：地图膨胀半径Q函数：可将世界坐标下的距离值转换为代价地图中栅格代价值15( )( ( )

4、C pQ d p技术路线技术路线2.全局路径和局部路径的结合 1) 构建速度空间 2) 路径评价 argmin( )SGuuu16技术路线技术路线 Boustrophedon单元分割，线连接关系的子区域； 依据子区域连接关系，构建无向图G； 用最小树结构完成图的遍历； 每个区域内部使用Back and Forth覆盖策略；子区域规划方法 已知起始栅格和目标栅格的全局坐标，规划一条路径 ； 路径总代价： ； 在规划出的m条路径中，算法目标就是寻找一条路径P，使得C(P)满足：区域间转移方法12,.,kPp pp1( )()(,) iiiiiC PC pC p p( )min ()mmPC PC

5、P3.区域覆盖方法17可行性分析可行性分析n理论支持 大厅建图效果 1.FastSLAM 2.Gmapping 3.灰色定性地图18可行性分析可行性分析n在机器人导航研究中，速度空间分解法与人工势场法相结合的路径规划算法已经得到了有效的验证。n实验室和合作公司已有的软硬件平台也为实验提供有力的支持。Pioneer3-dx先锋机器人 TurtleBot机器人 车式扫地机19可行性分析可行性分析l已发表或已被接收发表的文章：已发表或已被接收发表的文章：1 孙建孙建, 王鹏, 陈宗海. 基于样本分布信息的自适应Hough变换方法J.中国科学技术大学学报,2015,1(45):48-55.(中文核心期

6、刊)2 孙建孙建, 陈宗海,王鹏,等. 基于代价地图的移动机器人多区域覆盖路径规划方法J. 机器人.(EI:录用待发表录用待发表)3 孙建孙建, 王鹏, 张启彬, 陈宗海. 不确定环境信息下非完整机器人的运动规划方法综述C. 2015中国系统仿真技术及其应用学术会议. 录用待发表录用待发表4 WANG P, ZHANG Q, SUN J, et al. A Loop Closure Improvement Method of Gmapping for Low-cost and Resolution Laser ScannerC. 11th IFAC Symposium on Robot Con

7、trol, 2015.录用待发表录用待发表l发明专利：发明专利：1 陈宗海，孙建孙建，王鹏，张启彬. 一种适用于车式移动机器人的室内区域覆盖方法：中国国家发明专利, 201510127993.3, 2015.3.24受理.l参与的科研项目：参与的科研项目：2014.1-至今 国家自然科学基金“基于灰色定性仿真的机器人-环境系统信息智能表达技术及其应用研究”(Grand No.61375079)2014.9-2015.2 校企合作项目“移动机器人室内建图算法设计与开发”2014.5-2014.9 校企合作项目“移动机器人室内区域覆盖算法设计与开发”20创新之处创新之处针对移动机器人导航任务，本研究提出了基于速度空间分解的轨迹跟踪方法。有效的将全局规划路径和局部规划路径结合起来，提高机器人导航精度。针对比较复杂的室内多区域环境，本研究提出一种基于代价地图和最小树的多区域覆盖方法。该方法不仅可以实现多区域环境的全覆盖，将其作用于单区域环境中同样可以高效的完成任务；另外，将该方法移植到车式移动机器人上，也可以实现大环境的覆盖。21进度安排进度安排l2015年06月 2015年07月：查阅文献、收集资料，完成开题调研工作和可行性分析。l2015年08月