發(fā)布時間：2023-03-13 19:48

　　隨著機器人技術和人工智能技術的發(fā)展,當今社會已進入移動閱讀時代,圖書館作為知識存儲、傳播場所顯得無所適從。用戶流失、找書難、還書勞動量大等都是現(xiàn)代圖書館亟待解決的問題。據(jù)業(yè)內數(shù)據(jù)表明,在某些條件下使用服務機器人后,圖書館入館人次同比增加了20%,機器人館員營銷成功率約為60%。利用移動機器人技術來改變?yōu)樽x者服務的方式是實現(xiàn)圖書館“泛在化”服務的有效途徑,圖書館服務機器人的研究已經成為圖書館智能化建設的熱點研究問題,具有重要的應用價值。論文以圖書館為應用背景,針對讀者在圖書館找書時間長的問題,研究圖書館服務機器人的路徑規(guī)劃為讀者提供讀者引路等服務,提高圖書館借閱工作的效率。論文的主要工作如下:第一,分析了圖書館服務機器人在圖書館中作業(yè)環(huán)境的場景特征,并采用基于粒子濾波的Gmapping算法實現(xiàn)即時定位與地圖構建,最后根據(jù)機器人作業(yè)環(huán)境的場景特征采用柵格地圖對采集的環(huán)境信息進行建模。第二,研究了基于A*算法的單任務目標點路徑規(guī)劃,針對A*算法計算量大和生成路徑拐點多的問題提出了加權檢測A*算法。首先改進了算法評價函數(shù)的計算方式并引入權重系數(shù),用新的評價函數(shù)計算節(jié)點之間的代價值,然后對算法規(guī)...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 圖書館服務機器人
        1.2.2 路徑規(guī)劃技術
    1.3 研究內容與章節(jié)安排
2 圖書館服務機器人即時定位與地圖構建
    2.1 圖書館服務機器人作業(yè)環(huán)境分析
    2.2 基于SLAM算法的即時定位與環(huán)境地圖構建
        2.2.1 SLAM問題
        2.2.2 基于粒子濾波的RBPF算法原理
        2.2.3 Gmapping算法
    2.3 設計環(huán)境地圖
        2.3.1 常用的環(huán)境地圖表示方法
        2.3.2 設計柵格地圖
    2.4 本章小結
3 基于A*算法的單任務目標點路徑規(guī)劃研究
    3.1 A*算法在路徑規(guī)劃中的存在的問題
    3.2 加權檢測A*算法
        3.2.1 改進評價函數(shù)
        3.2.2 優(yōu)化生成路徑
        3.2.3 單任務目標點路徑規(guī)劃流程
    3.3 仿真實驗結果及分析
    3.4 本章小結
4 基于粒子群算法的多任務目標點路徑規(guī)劃研究
    4.1 粒子群算法在路徑規(guī)劃中存在的問題
    4.2 粒子群算法的改進
        4.2.1 交叉操作
        4.2.2 變異操作
        4.2.3 多任務目標點路徑規(guī)劃流程
    4.3 仿真實驗結果及分析
    4.4 本章小結
5 圖書館服務機器人實驗平臺設計與實現(xiàn)
    5.1 圖書館服務機器人實驗平臺設計方案
    5.2 實驗平臺的硬件結構
        5.2.1 主控制模塊
        5.2.2 激光雷達傳感器
        5.2.3 Hibot移動底盤
    5.3 實驗平臺的軟件系統(tǒng)
        5.3.1 環(huán)境地圖構建功能包
        5.3.2 路徑規(guī)劃功能包
    5.4 實驗平臺的運動模型
        5.4.1 坐標系模型以及實驗平臺的位姿
        5.4.2 兩輪差分運動模型
    5.5 實驗平臺的測試
        5.5.1 部署ROS分布式實驗平臺
        5.5.2 即時定位與地圖構建的應用
        5.5.3 單任務目標點路徑規(guī)劃的應用
        5.5.4 多任務目標點路徑規(guī)劃的應用
        5.5.5 實驗平臺性能實驗
    5.6 本章小結
6 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 工作展望
參考文獻
附錄 A:作者攻讀碩士學位期間的科研成果
致謝



本文編號：3762270