导读:本文包含了环境探索与导航论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:视觉导航,同时定位与地图构建,移动机器人,鲁棒性提高
环境探索与导航论文文献综述
陈炜楠[1]（2019）在《高鲁棒性的移动机器人视觉导航与环境探索》一文中研究指出近十年来,人工智能以前所未有的速度快速发展,在各个工程行业中均表现出惊人的应用潜力。在移动机器人研究领域中,智能移动设备需要具备感知外部环境,自我实时定位以及在所感知建模环境内实现自主导航移动的能力。其中,基于图像视频序列的环境建模、感知自定位以及移动控制,由于其成本低,信息量丰富,在近年来获得了大量学者以及工程开发人员的关注。随着众多学者在该领域的研究开展,目前视觉导航的多个子问题已经积累了相当的研究成果。特别在基于视觉的同时定位与地图构建(Visual Simultaneous Localization and Mapping)方面的研究,目前在定位精度以及构图精度方面,已经取得了一系列具有标志性的成果。但对于视觉导航在实际应用中的开展,目前已有系统在稳定性、鲁棒性方面,面对纹理缺失、运动模糊等情况时仍表现出明显的不足,限制了视觉导航理论研究成果在实际工程应用中的推广。针对以上所述的视觉导航鲁棒性问题,本文深入研究了移动机器人视觉导航多个角度的可靠性提高措施,提出了一系列VSLAM系统以及视觉导航机器人系统的创新方法。通过理论分析以及实验证明,本文提出方法相比已有方法,具有更高的鲁棒性以及精度,更能满足实际应用对视觉导航的需求。具体而言,本文从视觉导航的以下四个角度做了相关研究:1.在环境建模VSLAM的后端(Back-end)方面,本文提出了一种基于多子图的VSLAM后端方法,利用多子图的后端图论Pose-graph表达,将环境建立模型分割为多个可独立跟踪又彼此对齐的子图。利用子图的独立性,实现了系统的可持续运行,提高了对抗视觉跟踪失败的容错率。同时,引入高鲁棒性的闭环检测约束,使子图间约束在发生错误拓扑关系的情况下,可根据优化过程的全局收敛情况,剔除多余的错误拓扑关联,进而实现多子图在全局坐标下的一致性。本研究点从视觉导航中VSLAM系统的后端切入,提高系统在环境建模方面的可维护性。2.在VSLAM模块的前端(Front-end)数据关联方面,本文提出了一种具有自适应动态调整能力的关键帧选择策略,通过已有成熟控制论方法的引入,将传统关键帧选择方法中常见的固定阈值代替为动态阈值。利用比例-微分控制器(PD Controller)作为该策略的自适应实现单元,将视觉跟踪数据关联强度作为控制器反馈,实现了关键帧选择条件的自适应调整。通过动态自适应阈值项的引入,减少了VSLAM系统中关键帧选择的阈值调参工作量,同时优化了所选择的关键帧集合,提高系统精度。从VSLAM系统前端的关键帧选择以及数据关联建立角度切入,提高系统视觉跟踪的稳定性。3.基于以上对VSLAM前端以及后端的研究成果,以所建立的VSLAM系统为核心,本文设计构建了一套具有故障容错能力的视觉环境探索系统。考虑到视觉定位跟踪的脆弱性,通过基于深度神经网络的地面分割算法,实现了移动机器人驱动控制与视觉全局定位的脱离,使得移动机器人系统在任何时刻都可对图像输入进行更新,保持了系统中各个依赖于视觉信息模块的持续运行。其次,设计了一种对已建立环境模型的完整度评估机制,利用该机制对VSLAM模块所建立模型进行探索完成度的定量评估,从而在合适的时机自动停止探索。在节省环境探索时间的同时,保证了移动机器人在所建立模型中视觉重定位的地图可复用性。从移动机器人视觉导航的系统构架方面,对鲁棒性问题进行了改善。4.最后,于实现移动机器人安全视觉导航方面,在以上工作完成视觉环境探索与视觉环境建模的基础上,本文提出了一种在已建立模型中进行视觉定位安全路径规划的置信度评估方法。利用环境中局部范围内关键帧分布密度的统计,以及关键帧姿态全局分布的统计分析,构建统计概率参数模型,评估视觉定位在该区域的潜在可行性。通过该方法,使得机器人在进行在线视觉导航之前,可评估某一规划到达位置的视觉定位成功率,从而避开视觉跟踪失败的高危区域,为可靠安全的视觉导航提供先验。(本文来源于《广东工业大学》期刊2019-05-01）
冯里千[2]（2018）在《移动机器人自主探索环境定位导航技术的研究与实现》一文中研究指出随着机器人技术的发展,移动机器人在科学研究、工业领域、商用环境与家庭用途中的应用日益普遍,并且对移动机器人的智能化有了越来越高的要求,其中移动机器人使用环境地图进行导航与定位是智能机器人领域的一项重要工作,而利用机器人通过探索环境从而创建出环境的地图是机器人导航与定位的基础。对于机器人在未知环境下的自主探索,本文提出了一种使用廉价2D激光传感器的移动机器人基于检测环境边界的自主探索环境并创建环境地图的方法。针对机器人的全局定位问题与机器人绑架问题,本文提出了一种基于激光传感器信息与地图匹配的静态重定位算法计算位姿信息,并且为基于粒子滤波器的动态位姿跟踪算法提供中机器人初始位姿。对2D激光雷达探测不到的障碍物,本文通过2D激光雷达与双目摄像头的联合标定,建立双目视觉坐标系与激光雷达坐标系的转换关系,将两种传感器融合,实现在导航中对于激光雷达探测不到的障碍物的避障。最后本文对移动机器人自主探测环境创建地图,根据地图与传感器信息进行定位与跟踪,以及对双目视觉与2D激光传感器融合检测障碍物的各个模块建立了一套软件系统,由服务端与客户端组成,实现了在客户端上远程对机器人进行一键式探索地图操作,以及通过点击地图目标点的方式使机器人导航前往目的地。实验证明该套系统准确高效,具有实用价值,能适用于各种环境具有通用性。(本文来源于《华南理工大学》期刊2018-04-20）
张德云[3]（2013）在《网络环境下图书馆知识导航服务模式探索》一文中研究指出在网络数字化时代,知识导航服务已成为图书馆信息服务的重要内容和研究热点。文章阐述了知识导航服务的含义、内容和特征,探讨了图书馆开展知识导航服务的模式,提出了知识导航服务的发展趋势。(本文来源于《图书馆学研究》期刊2013年11期）
陈水德[4]（2006）在《动态室内环境中移动机器人自主环境探索与导航》一文中研究指出自主导航与环境探索是移动机器人实现自主控制的关键技术。目前，静态环境中的导航控制方法己取得大量实际应用成果，但对动态未知环境中的导航与环境探索尚未形成统一和完善的体系。本文系统地研究了未知环境中移动机器人利用多种传感器进行自主导航与环境探索的问题，重点对机器人环境地图的表示与生成、自主定位和路径规划等问题进行了讨论，并结合实际机器人平台给出了相关的解决方案。 实时避障是机器人安全运行的基础，环境地图创建是未知环境中机器人自主导航涉及的一个关键技术。本文结合Pioneer 3-DX移动机器人配备的传感器和系统软硬件结构特点，设计了一个实时有效的移动机器人避障方法并应用于机器人的室内环境探索中。机器人在进行环境探索的同时，记录环境的激光测距信息并在离线情况下构建出走廊和室内环境的地图。 移动机器人需要确定自身的精确位姿以实现导航与探索任务。本文重点讨论了两种自主定位方法。一种是基于视觉的位姿跟踪方法，其特点是利用视觉传感器得到的环境信息来对基于里程计所获得的机器人预估位姿进行校正。另一种是基于激光测距数据的Monte Carlo定位方法，其基于随机采样策略来表示机器人位姿状态的概率分布，最终利用概率统计方法获得机器人位置的信度。本文研究中主要是利用室内环境的二维墙壁以及静态物体的激光测距信息来完成机器人位姿的有效估计。 本文最后给出了一种移动机器人室内导航方法。将机器人构建的几何环境地图离散成栅格图，应用A~*算法首先得到机器人的全局最优路径，然后以此路径为参考，分别应用梯度法和动态窗算法来完成移动机器人局部路径规划和动态避障任务。在Pioneer 3-DX移动机器人平台上实现了移动机器人室内环境中的自主导航功能。通过对实验结果的分析讨论，论证了所提方法的有效性和实用性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2006-12-01）
环境探索与导航论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着机器人技术的发展,移动机器人在科学研究、工业领域、商用环境与家庭用途中的应用日益普遍,并且对移动机器人的智能化有了越来越高的要求,其中移动机器人使用环境地图进行导航与定位是智能机器人领域的一项重要工作,而利用机器人通过探索环境从而创建出环境的地图是机器人导航与定位的基础。对于机器人在未知环境下的自主探索,本文提出了一种使用廉价2D激光传感器的移动机器人基于检测环境边界的自主探索环境并创建环境地图的方法。针对机器人的全局定位问题与机器人绑架问题,本文提出了一种基于激光传感器信息与地图匹配的静态重定位算法计算位姿信息,并且为基于粒子滤波器的动态位姿跟踪算法提供中机器人初始位姿。对2D激光雷达探测不到的障碍物,本文通过2D激光雷达与双目摄像头的联合标定,建立双目视觉坐标系与激光雷达坐标系的转换关系,将两种传感器融合,实现在导航中对于激光雷达探测不到的障碍物的避障。最后本文对移动机器人自主探测环境创建地图,根据地图与传感器信息进行定位与跟踪,以及对双目视觉与2D激光传感器融合检测障碍物的各个模块建立了一套软件系统,由服务端与客户端组成,实现了在客户端上远程对机器人进行一键式探索地图操作,以及通过点击地图目标点的方式使机器人导航前往目的地。实验证明该套系统准确高效,具有实用价值,能适用于各种环境具有通用性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
环境探索与导航论文参考文献
[1].陈炜楠.高鲁棒性的移动机器人视觉导航与环境探索[D].广东工业大学.2019
[2].冯里千.移动机器人自主探索环境定位导航技术的研究与实现[D].华南理工大学.2018
[3].张德云.网络环境下图书馆知识导航服务模式探索[J].图书馆学研究.2013
[4].陈水德.动态室内环境中移动机器人自主环境探索与导航[D].大连理工大学.2006