收藏本站
《河北工业大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于强化学习和视觉导航的移动机器人控制

崔月盟  
【摘要】:近年来,机器人的应用越来越广泛,然而,实际环境是动态的,充满了不确定性,要想使机器人的应用深入到社会各个方面,机器人必须具有较高的智能。在中科院沈阳自动化研究所机器人学重点开放实验室“基于视觉感知的机器人行为控制技术研究”项目的支持下,对移动机器人的控制策略和视觉导航技术进行了深入的研究,主要的工作和创新点包括: 详细的分析了当前国内外移动机器人控制技术的研究现状,通过对移动机器人的研究,提出了基于强化学习的移动机器人控制策略,把Q学习算法和BP神经网络相结合,采用人工势场法来确定强化函数值,进而实现移动机器人在不确定环境下的避障任务,最终控制移动机器人到达目标。 设计了移动机器人的远程监控界面。通过对机器人的远程监控,可以实时监控移动机器人在环境中的运动情况,从而避免碰撞情况产生。 详细分析了移动机器人视觉导航技术的研究现状,应用一个具有俯仰摇摆式动态视觉装置,使其能够在更广的视野内获取信息,并与距离传感器所获得的信息进行融合来指导机器人动作。通过图像采集卡,对采集的图像进行处理,最后实现图像的匹配,主要用Visual C++来实现各种图像处理算法。 提出了一种新的视觉定位方法,用此方法测出移动机器人与目标物体之间的相对距离。当目标物体在移动机器人视野范围内时,移动机器人根据所测的距离做出相应的动作行为。 详细的分析了摄像头的运动,并对摄像头的运动进行了规划。摄像头的控制主要是单片机通过串口来进行控制。 设计了RIRAII移动机器人硬件结构,并对RIRAII移动机器人的硬件结构进行了分析和探讨。其硬件结构主要由无线传输模块、驱动模块、测距模块、视觉模块等组成,各个模块的控制核心为单片机和PC机。 最后进行了仿真和实验,并对实验结果进行了分析,结果表明,研究成果能有效的实现移动机器人在未知环境下对目标物体的搜寻和跟踪。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP242

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 唐英;;改进的Q学习算法在机器人避碰中的应用[J];景德镇高专学报;2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王仲民;移动机器人路径规划及轨迹跟踪问题研究[D];河北工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 蔡朋杞;红细胞识别系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
2 魏治华;基于强化学习的移动机器人导航及环境状态探测的研究[D];南京理工大学;2006年
3 张伟;基于视觉导航的导览机器人控制系统研究[D];山东建筑大学;2010年
4 王玉友;基于情绪认知评价理论的人机交互中情感交互研究[D];太原理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程宏煌,戴卫恒,姚甦甦;图像分割方法综述[J];电信快报;2000年10期
2 蒋仙华,熊蓉,周科,吴明光;基于模糊控制的足球机器人底层动作优化[J];工程设计学报;2003年03期
3 丑武胜,王田苗;基于互联网的机器人远程实验系统[J];高技术通讯;2003年08期
4 冯永新,张嘉钟,夏松波,黄文虎;设备故障基于图论的层次诊断模型研究[J];哈尔滨工业大学学报;1996年03期
5 张贞子,罗兵;机器人视觉定位系统的研究与实现[J];哈尔滨工业大学学报;1997年06期
6 王伟,储林波,马玉林;一种改进的机器人路径规划算法[J];哈尔滨工业大学学报;1998年02期
7 张汝波,杨广铭,顾国昌,张国印;Q-学习及其在智能机器人局部路径规划中的应用研究[J];计算机研究与发展;1999年12期
8 杨争,胡旭东;自主移动机器人基于行为的导航策略及其实现[J];机器人技术与应用;2002年05期
9 刘艳梅,董再励,孙茂相,毛艳娥;一种基于神经网络的视觉定位系统[J];机器人;2003年05期
10 汤双清,付建科,施仲光,廖道训;基于Internet的工业机器人的远程控制[J];计算机应用研究;2002年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王倩;蒋林华;张京丰;徐海群;;模糊神经网络在粉煤灰混凝土强度预测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年06期
2 张彤;王建平;孟改样;;异因同果关联神经网络在工程造价中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
3 倪志伟;;BP网络中激活函数的深入研究[J];安徽大学学报(自然科学版);1997年03期
4 周鸣争;人工神经网络在自动控制系统中的应用[J];安徽机电学院学报;2000年02期
5 张久彪,赵芸;一个改进的约束满足模型[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年04期
6 陈刚,刘庆敏;神经网络用于多类识别问题的有效方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1999年03期
7 胡俊,汪忠明,方高倪;基于带有偏差单元的IRN模型的大体积混凝土温度预测与控制[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年01期
8 黄春梅;;神经网络方法在大跨连续梁施工控制中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年06期
9 王晓东;;基于一种改进的IRN模型的地基液化判别[J];安徽建筑;2006年04期
10 陈绘画;朱寿燕;周泽华;;基于遗传神经网络混合模型预测马尾松毛虫发生量的研究[J];安徽农业科学;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张娟;陈杰;段梅;;基于神经网络和广义经典分配算法的多传感器航迹关联[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 武星;楼佩煌;臧铁钢;胡荣华;;基于功能反求和分支修剪的故障定位方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 隋金雪;杨莉;华臻;张鑫;;改进的BP网络在火焰燃烧状态识别中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 孙勇;李原;王庆林;陈辉;;基于主动投影的结构光视觉系统的标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
5 刘吉成;汪熙;王仲;刘爱勇;;基于虚拟环境的摄像机定标中的矩阵研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
6 许丽;陆桂明;;结构光系统的编码光优化设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 刘鸣;张翰林;隆昌宇;;基于CMOS传感器的自动寻迹系统[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 刘柯楠;杨启良;戈振扬;刘小刚;;一种基于图像的植物根系三维重建[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
9 丁文峰;;基于GIS和BP神经网络模型的长江中上游地区石漠化危险性评价[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
10 董桂洪;王胜年;范志宏;熊建波;;IMSL C#数值分析函数库在混凝土计算机技术的应用[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[D];大连海事大学;2010年
2 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
3 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
4 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
5 刘强;基于复杂系统的铁路客流预测方法研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
6 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
7 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
8 王晓东;双机架紧凑式炉卷轧机模型自适应优化控制[D];昆明理工大学;2008年
9 张寿明;基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究[D];昆明理工大学;2009年
10 栾小丽;基于神经网络的复杂非线性系统鲁棒控制与滤波研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
2 邓小铭;基于OpenCV的物体三维检测系统研究[D];南昌航空大学;2010年
3 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
5 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
6 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
9 耿东山;基于蚁群算法的机器人全局路径规划[D];郑州大学;2010年
10 沈扬;协商僵局消解优化问题研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 续爽,贾云得;一种基于意图跟踪和强化学习的agent模型[J];北京理工大学学报;2004年08期
2 孙华,陈俊风,吴林;多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J];传感器技术;2003年09期
3 王仲民,岳宏,刘继岩;移动机器人多传感器信息融合技术述评[J];传感器技术;2005年04期
4 徐俊艳,张培仁,程剑锋;基于Backstepping时变反馈和PID控制的移动机器人实时轨迹跟踪控制[J];电机与控制学报;2004年01期
5 李胜;;粘连血细胞图像分离计数算法的实现[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年06期
6 曾慧;CMAC网络在机器人手眼系统位置控制中的应用[J];电子技术应用;2004年05期
7 张建恩,曹长修,金琼;图像处理中的圆分析算法[J];重庆大学学报(自然科学版);2005年11期
8 朱咏杰,王树国,常疆;一种基于神经网络的移动机器人路径规划算法[J];高技术通讯;2002年09期
9 丁辉,付梦印;基于标志点识别的自主车视觉导航[J];光学技术;2005年06期
10 缪国春,贺知明,戎军;改进模拟退火算法在码组优化中的应用[J];工业控制计算机;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 徐昕;增强学习及其在移动机器人导航与控制中的应用研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 胡终须;非完整移动机器人的鲁棒控制研究[D];华南理工大学;2000年
3 章小兵;基于视觉和超声波传感器的地面移动机器人定位与路径规划研究[D];东南大学;2006年
4 尚文;以视觉传感为主的移动机器人定位导航和环境建模[D];东南大学;2005年
5 段华;室外移动机器人视觉导航关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 黄炳强;强化学习方法及其应用研究[D];上海交通大学;2007年
7 秦元庆;多移动机器人系统运动控制研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏烈;移动机器人全局路径规划的研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 向静波;移动机器人的路径规划与控制研究[D];西北工业大学;2004年
3 许张红;自动引导车视觉导航与跟踪控制研究[D];合肥工业大学;2004年
4 王玉峰;自主移动机器人地图构建、探索及定位研究[D];大连理工大学;2004年
5 郑向阳;自主式移动机器人路径规划研究[D];浙江大学;2004年
6 肖飞;类圆形目标识别方法研究及系统实现[D];中南大学;2004年
7 周明明;微型足球机器人视觉信息处理技术的研究[D];天津大学;2004年
8 徐莉;Q-learning研究及其在AUV局部路径规划中的应用[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 汤学民;血液细胞图像自动识别系统的开发[D];清华大学;2004年
10 郑丽娜;视觉导航道路识别系统中图像特征直线提取方法研究[D];吉林大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘亚杰;王航宇;谢君;;狭窄环境中基于几何法的全局路径规划新方法[J];海军工程大学学报;2010年04期
2 唐英;;改进的Q学习算法在机器人避碰中的应用[J];景德镇高专学报;2010年04期
3 李辉;李年裕;张豫南;闫永宝;;一种无人地面车的轨迹跟踪控制方法[J];装甲兵工程学院学报;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 朱凤春;移动机器人导航与环境建模问题研究[D];山东科技大学;2007年
2 秦政;基于自主和自学习行为智能体的AUV运动规划研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
3 上官望义;轮式移动机器人移动性能研究及样机设计开发[D];西安理工大学;2009年
4 吴永海;全方位移动机器人运动控制及规划[D];浙江大学;2011年
5 赵盼;城市环境下无人驾驶车辆运动控制方法的研究[D];中国科学技术大学;2012年
6 钟建冬;基于狭窄通道识别的机器人路径规划研究[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 姜新丽;基于强化学习的多机器人协作控制方法研究[D];沈阳理工大学;2010年
2 郑娟;自主式摊铺机行走系统运动建模与控制的研究[D];中南林业科技大学;2009年
3 黄莹;室外移动机器人导航信息压缩算法研究[D];东北电力大学;2011年
4 王娟;复杂环境下基于贝叶斯蚁群算法的机器人路径规划研究[D];南京师范大学;2011年
5 朱心放;基于强化学习的服务机器人导航研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 杨书林;深海集矿机轨迹跟踪算法研究[D];中南大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毕军,付梦印,周培德;一种适于车辆导航系统的快速路径规划算法[J];北京理工大学学报;2002年02期
2 吕文哲,黄强;再谈用Visual C++开发Windows环境下串行通信程序[J];电子技术应用;1998年09期
3 李小海,王旭永,陈锦刚;基于WWW的机器人远程控制的关键技术及典型实现[J];工业控制计算机;2000年02期
4 张明路,焦新境,曹作良;一种新的移动机器人路径跟踪控制策略[J];河北工业大学学报;2000年01期
5 杨璐,洪家荣,黄梯云;用加强学习方法解决基于神经网络的时序实时建模问题[J];哈尔滨工业大学学报;1996年04期
6 周明,孙树栋,彭炎午;基于遗传模拟退火算法的机器人路径规划[J];航空学报;1998年01期
7 袁曾任,高明;在动态环境中移动机器人导航和避碰的一种新方法[J];机器人;2000年02期
8 赵姝颖,高大志,柏立军,徐心和;提高足球机器人系统实时性能的硬件优化方法的研究[J];机器人;2000年02期
9 蔡自兴,周翔,李枚毅,雷鸣;基于功能/行为集成的自主式移动机器人进化控制体系结构[J];机器人;2000年03期
10 金飞虎,洪炳熔,高庆吉;基于蚁群算法的自由飞行空间机器人路径规划[J];机器人;2002年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余洪山,王耀南;仿人多自由度立体双目视觉导航系统的研究与开发[J];湖南大学学报(自然科学版);2004年05期
2 乔俊飞;侯占军;阮晓钢;;基于神经网络的强化学习在避障中的应用[J];清华大学学报(自然科学版);2008年S2期
3 钱春英;蒋勋;胡晓;;基于视觉的移动机器人导航系统[J];机床与液压;2009年10期
4 徐玉华;张崇巍;鲍伟;傅瑶;汪木兰;;基于动态滑模控制的移动机器人路径跟踪[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年01期
5 傅瑶;张崇巍;鲍伟;徐玉华;汪木兰;;基于广义预测控制的移动机器人视觉导航[J];计算机工程与应用;2009年31期
6 尚文,马旭东,戴先中,王栋耀;基于视觉的移动机器人地面轨线跟踪导航研究[J];机器人;2003年05期
7 王帅;;基于强化学习算法的井下移动机器人路径规划[J];电气技术;2008年08期
8 王帅;;煤矿井下基于Q-learning算法的移动机器人路径规划[J];现代电子技术;2008年24期
9 王明军;周俊;屠珺;刘成良;;基于条件随机场的大范围地形感知框架[J];机器人;2010年03期
10 秦政;丁福光;边信黔;;强化学习在移动机器人自主导航中的应用[J];计算机工程与应用;2007年18期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 任小芳;黄玉美;;移动机器人的双目立体视觉导航[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2004年
2 张海波;廖学军;张志威;;基于直线跟踪的室内移动机器人视觉导航研究[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
3 张鑫;闫茂德;刘玉东;巨永锋;;未知环境下基于禁忌搜索的移动机器人自主导航[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 陈余庆;胡英;马孜;;基于贝叶斯理论的移动机器人相对定位[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 赵晖;王天然;刘德林;;分布式数据库在移动机器人中的应用[A];第十届全国数据库学术会议论文集[C];1992年
6 李俊泉;尹怡欣;;基于心理动力机制的移动机器人[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
7 周火凤;马保离;;离轴式拖车移动机器人的路径跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 周光明;陈宗海;胡玉锁;陈春林;;复杂未知环境下移动机器人自主探测算法研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 鲁守银;马培荪;姜葵峰;;基于机器人的锅炉鳍片管道自动检测技术[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
10 关胜晓;许心德;曹洋;张彦;;移动机器人避开运动障碍物的策略[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 孙佳宇;强化学习教育 增强服务意识[N];人民公安报;2009年
2 首席记者 朱丽华;强化学习 落实责任 确保取得实效[N];盘锦日报;2009年
3 王良豪 记者 刘伟 龙先华;通过创新工作取得活动效果[N];六盘水日报;2008年
4 书分;解放区审计局强化学习抓作风[N];焦作日报;2006年
5 记者 刘琰;强化学习 增强本领 扎实工作[N];周口日报;2009年
6 谭育才;强化学习 克己奉公[N];赤峰日报;2008年
7 章斌、特约记者夏吉龙;8710部队 破解难题强化学习教育效果[N];人民武警;2010年
8 编译 王金元;微型机器人 虫子般灵巧[N];北京科技报;2005年
9 张建松;科考机器人南极建功[N];科学导报;2008年
10 记者 杜华斌;美研制出世界最小移动机器人[N];科技日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐明亮;强化学习及其应用研究[D];江南大学;2010年
2 陈学松;强化学习及其在机器人系统中的应用研究[D];广东工业大学;2011年
3 吴东晖;智能移动机器人的视觉导航技术[D];浙江大学;2001年
4 林吉良;移动机器人故障诊断与容错控制的研究[D];浙江大学;2009年
5 海丹;移动机器人与无线传感器网络混合系统的协作定位问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 李鹏;不完善信息融合技术及其在移动机器人中的应用[D];华中科技大学;2010年
7 金钊;加速强化学习方法研究[D];云南大学;2010年
8 杨放琼;基于信息融合的移动机器人定位导航及其深海采矿应用研究[D];中南大学;2010年
9 顾嘉俊;移动机器人在非平坦地形上的自主导航研究[D];上海交通大学;2010年
10 姜肖楠;月球探测器软着陆视觉导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔月盟;基于强化学习和视觉导航的移动机器人控制[D];河北工业大学;2005年
2 蔚伟;基于行为的移动机器人目标跟踪控制[D];东北电力大学;2007年
3 柴汇;履带式井下探测机器人底层控制系统研究与设计[D];山东大学;2007年
4 傅瑶;轮式移动机器人的视觉导航和避障研究[D];合肥工业大学;2009年
5 虞杨阳;基于模糊PID控制技术的移动机器人研究[D];中北大学;2011年
6 朱俊;移动机器人路径规划及其控制策略的研究[D];西南大学;2010年
7 王友胜;FastSLAM2.0控制算法与PGR导航法则结合应用的可行性研究[D];大连交通大学;2010年
8 肖兵球;基于旋转电弧的焊缝跟踪移动机器人的研究[D];湘潭大学;2010年
9 王振士;基于ARM和μC/OS-II的移动机器人控制系统设计和路径规划研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 崔峰;基于GPS/GIS/GSM的移动机器人定位技术研究[D];河北工业大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026