1. 研究目的与意义（文献综述）

本次课题为基于ros的室内机器人定位与导航研究。在科技高速发展的时代，计算机技术给人类带来了更多应用和方便，尤其是以机器人技术为代表，已经融入到人类生活、教育、军事、医疗、空间探索等许多领域，机器人工作环境包含室内环境、室外环境，已知环境、未知环境，太空、地面、水里等。伴随各式各样具有不同功能的机器人不断涌出，彼此之间的开发与制造方法也存在很大差别，需要建立一整套系统来缩短开发周期，包括硬件设备、控制系统、界面接口，以及让机器人运作并作为测试平台的检测工具。ros系统应运而生，提供了通用的框架应用程序，为机器人的开发提供了极大的便利。针对机器人在陌生复杂环境的运动，同时定位与地图构建则是其中十分重要的部分，利用slam技术可以实现机器人的自主运动与导航。该技术基于搭载在自身的传感器采集环境的信息，估计自己在环境的位姿，并建立周围的环境地图。本课题将对现有的slam算法进行分析复现，实现机器人的定位与导航。

1.1 ros研究现状

自从2010年willow garage公司发布推广开源项目ros （robot operating system）以来，为机器人提供了一个通用的框架应用程序，很快在机器人研究领域掀起了高潮，机器人领域迸发了学习和使用 ros 的热情。再随着基于 ros 的pr2 机器人叠衣服、插插座、做早饭等智能表现，ros得到越来越多的关注。ros相比以前的设计开发能节省更多的成本，并能在复杂条件下使用。尤其针对目前的变电站巡检机器人、服务机器人、agv 车，ros的分布式系统能发挥重要作用，将ros系统结合应用在移动机器人身上，也受到国内外专家的关注。移动机器人已经走入家庭、办公、服务、工业、军事等领域，并将成为未来生活、办公中的重要一员，移动机器人的工作性质也已经发生重大变化，要求机器人必须以自然方式学习环境、与人和设备交互、安全自主导航，进而完成指定的任务。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容与目标：

（1） 掌握ros操作系统并应用于实体机器人。

（2） 研究相关算法，掌握卡尔曼滤波、粒子滤波、图优化等基础原理，进一步掌握其对应的gmapping和cartographer_ros等成熟开源slam算法。

3. 研究计划与安排

1、查阅相关资料，完成开题报告。（第1-3周）

2、完成一篇与本课题或测控专业内容相关的英文资料翻译任务，中文字数要求5000以上。（第4周）

3、研究相关算法，设计相应程序并进行算法比较。（第5-14周）

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李维鑫. 室内测绘机器人slam技术的研究与实现[d].西安科技大学,2018.

[2]寿佳鑫,张志明,苏永清,钟政.基于ros和激光雷达的室内移动机器人定位和导航系统设计与实现[j].机械与电子,2018,36(11):76-80.

[3]危双丰,庞帆,刘振彬,师现杰.基于激光雷达的同时定位与地图构建方法综述[j/ol].计算机应用研究:1-8[2019-03-05].