题目：护理机器人定位导航与物品识别技术研究

我国人口老龄化问题日益严峻，空巢老人数量逐年增长，护理人员急剧短缺，因此研究针对老年人的自主移动护理机器人技术具有重要现实意义和学术价值。为实现护理机器人在室内结构化环境中的自主移动和物品抓持，本文对护理机器人的自主导航和物品识别技术进行了研究。具体研究成果如下： 1.搭建了护理机器人控制系统。该护理机器人控制系统采用分层模式，分为上下两层，底层采用基于STM32控制器的底层运动控制。上层主控由工控机组成，具备较强的数据处理能力。同时，配备了视觉处理系统，激光测距仪等环境感知设备，为护理机器人实现定位导航和物品识别提供数据支撑。 2.设计了基于单目识别标签和里程计数据融合的护理机器人定位算法，并完成了该算法的程序设计。采用标签进行室内机器人定位具有定位精度高，鲁棒性强的特点。利用单目视觉采集标签信息，进而获取机器人相对于标签的位置，实现对机器人的自定位。同时，在看不到标签的情况下，采用里程计来辅助定位，避免需要在环境中布设大量的标签，可以大大减轻工作量。同时，基于标签的定位数据对里程计还具有标定作用，使定位更加准确。 3.设计了护理机器人在二维地图下的路径规划算法，并完成了该算法的程序设计。人工构建好二维地图，利用A*算法与拓扑地图相结合进行全局路径规划，并采用动态窗口法进行局部路径规划，生成机器人当前时刻的速度指令。实现护理机器人的自主移动。 4.设计了基于二维标签的物品识别与姿态估计算法，并完成了该算法的程序设计。利用单目识别二维标签，将物品信息放在标签里，通过识别二维标签可以提取该物品的属性，实现对物品的识别。另外，还研究了对物品姿态进行估计的算法，实现了利用单目来获取物品的三维位置姿态和三维角度姿态，为物品抓持提供技术支撑。 实现了护理机器人控制系统软硬件集成。搭建了护理机器人定位导航与物品识别实验平台，构建了标签定位系统，使机器人在该环境下可以实现定位导航的功能。通过自定位、自主导航、物品识别等实验验证了上述算法的可行性和有效性，为自主充电、物品抓持等功能的实现提供技术支撑。