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《浙江大学》 2008年
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动态环境基于粒子滤波的移动机器人自定位

江万里  
【摘要】: 移动机器人自定位通常也称为位姿估计问题,是指在给定环境地图的条件下,根据传感器感知数据和机器人的运动控制估计机器人相对于环境地图的坐标。一般认为,自定位是智能移动机器人必须具备的基本功能之一,是智能移动机器人执行其他任务的基础。传感器数据存在噪声、环境地图存在局部相似性、环境会随着时间发生不可预知的变化是移动机器人自定位所面临的主要挑战。 本文研究单机器人在动态室内环境下的主动定位问题。通过广泛地文献阅读,在比较了现有的自定位方法和滤波方法的基础上,本文采用粒子滤波方法和动态信息滤除方法开展相关研究。论文主要工作有: 首先,研究并实现了基于粒子滤波的移动机器人自定位方法;对影响该算法性能的重要因素,如粒子数目、重采样方法、随机粒子特性、自适应粒子数目调整,以及动态环境下对未知障碍物的预处理等,进行了实验和讨论;提出了根据粒子群聚集程度来动态调整粒子先验概率更新中的噪声参数的方法,加快了粒子集解搜索速度。 其次,针对动态环境,基于动态信息滤除的思想,研究并实现了障碍物检测信息的建模和基于检测模型的未知障碍物判定算法。 第三,采用随机生成目标点的半主动定位策略来避免机器人陷入到局部相似性较高的环境中,帮助粒子滤波算法消除收敛在非正确解的粒子群,而只保留真实位姿附近的粒子群。针对主动定位要求,研究了复杂动态环境下具有局部感知能力的移动机器人路径规划问题,提出了虚拟侧滑力的思想和动静态障碍物的虚拟侧滑力计算方法,较好地解决了拥塞环境下机器人基于势场法避障所存在的局部振荡问题。 在仿真环境中,利用采集自真实环境的数据对上述方法进行了实验。实验验证了改进后的基于粒子滤波的自定位方法对于路径跟踪、全局定位和机器人绑架这三类自定位问题的有效性和鲁棒性,基于动态信息滤除的自定位算法在动态环境下的有效性,以及基于虚拟侧滑力的路径规划算法在复杂动态环境下的实时性和有效性。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王莹;基于粒子群优化的带障碍约束DBSCAN算法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 陈焕;室内移动机器人自定位研究[D];华南理工大学;2010年
3 查峰;未知环境下自主移动机器人定位与导航方法研究[D];西南交通大学;2012年
4 付亚平;信息融合技术在移动机器人定位中的应用研究[D];南京邮电大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尚文,马旭东,戴先中;融合多传感器信息的移动机器人自定位方法[J];东南大学学报(自然科学版);2004年06期
2 李磊,朱铭琳,杨国胜,候增广,谭民;基于门牌号识别的移动机器人全局自定位方法研究[J];高技术通讯;2003年08期
3 艾海舟,张钹;基于拓扑的路径规划问题的图形解法[J];机器人;1990年05期
4 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
5 李磊,叶涛,谭民,陈细军;移动机器人技术研究现状与未来[J];机器人;2002年05期
6 高云峰,黄海;复杂环境下基于势场原理的路径规划方法[J];机器人;2004年02期
7 厉茂海,洪炳熔;移动机器人的概率定位方法研究进展[J];机器人;2005年04期
8 罗真;曹其新;;基于视觉和里程计信息融合的移动机器人自定位[J];机器人;2006年03期
9 张霄汉;陈小平;李嘉玲;李响;;一种基于视觉的步行机器人Monte Carlo自定位系统[J];机器人;2006年04期
10 潘良晨;陈卫东;;室内移动机器人的视觉定位方法研究[J];机器人;2006年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高迟;张恒;阎勤劳;薛少平;;基于工作目标区图的大蒜播种机器人的路径规划[J];安徽农业科学;2012年04期
2 邓永娣;吴丽娟;王镇东;;基于改进人工势场法的移动机器人路径规划[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
3 黄岩;吴军;刘春明;李兆斌;;自主车辆发展概况及关键技术[J];兵工自动化;2010年11期
4 柴仲明;禹梅;刘舒;;基于遗传算法的机器鱼路径规划[J];兵工自动化;2010年11期
5 江燕华;熊光明;姜岩;龚建伟;陈慧岩;;智能车辆视觉里程计算法研究进展[J];兵工学报;2012年02期
6 任永新;李伟;陈晓;李吉;杨会华;谭豫之;杨庆华;;非结构环境下基于机器视觉的机器人路径跟踪方法[J];北京工业大学学报;2008年10期
7 孙章军;田海晏;邓双成;孙晨;;移动机器人路径规划仿真平台设计[J];北京石油化工学院学报;2006年03期
8 张毅;焦江丽;;基于Internet的远程控制机器人系统结构设计[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年01期
9 李晓宁;李晓峰;;互动机器人的研究[J];长春师范学院学报(自然科学版);2010年06期
10 刘童;孙吉贵;张永刚;白洪涛;;用周期模型和近邻算法预测话务量时间序列[J];吉林大学学报(信息科学版);2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭力;李超;赵龙;谈金东;;基于移动传感网络模型的多机器人编队控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 刘建邦;赖旭芝;吴敏;陈鑫;;嵌入式遥操作机器人系统设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 梁志伟;朱松豪;;分布式感知协作的信息Monte Carlo定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 仲朝亮;刘士荣;邱雪娜;;未知环境下基于GNG网络的环境地图自主认知[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 ;Trajectory Tracking and Formation Control Based on Consensus in Networked Multi-agent Systems[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 程磊;吴怀宇;王永骥;朱全民;;不确定环境下多移动机器人有序化多模态群集运动研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
7 王希彬;赵国荣;潘爽;;无人机视觉同时定位与地图创建技术综述[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
8 ;Collaborative Pseudolites Autonomous Navigation for Multi-vehicle[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 朱正;刘士荣;张波涛;;一种基于改进蚁群算法的移动机器人全局路径规划方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 史久根;徐胜生;;基于文化-粒子群算法的机器人路径规划算法[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高延增;超小型水下机器人关键性能提升技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 陈家乾;移动机器人自主创建环境地图的研究[D];浙江大学;2009年
3 赖小波;机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D];浙江大学;2010年
4 孟旭炯;基于单目视觉的同时定位与地图重建算法研究[D];浙江大学;2010年
5 穆华;多运动平台协同导航的分散式算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年
7 李瑞雪;WSN节点定位算法及其安全性研究[D];吉林大学;2011年
8 尹晓红;自动引导车运动分段控制技术研究[D];合肥工业大学;2011年
9 薛颂东;面向目标搜索的群机器人协调控制及其仿真研究[D];兰州理工大学;2009年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 郑灿东;输电线路除冰机器人控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
3 齐晓飞;基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究[D];长春理工大学;2010年
4 李志欣;智能轮式移动机器人的控制系统设计[D];辽宁师范大学;2010年
5 王立;面向非结构化地形的六足步行机器人运动规划研究[D];浙江理工大学;2010年
6 王博;全景视觉智能移动机器人固有环境定位[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 杨秀成;六自由度检修机械臂路径规划研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 杜峰;某型机器人的路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王良军;智能移动机器人控制系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 尹继超;机器人遥操作中关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尚文,马旭东,戴先中;融合多传感器信息的移动机器人自定位方法[J];东南大学学报(自然科学版);2004年06期
2 华亮;冯浩;顾菊平;张建生;;基于单超声波传感器的移动机器人沿墙导航策略[J];工程设计学报;2008年03期
3 马加庆;韩崇昭;;一类基于信息融合的粒子滤波跟踪算法[J];光电工程;2007年04期
4 李磊,朱铭琳,杨国胜,候增广,谭民;基于门牌号识别的移动机器人全局自定位方法研究[J];高技术通讯;2003年08期
5 倪超;李奇;夏良正;;基于广义混沌混合PSO的快速红外图像分割算法[J];光子学报;2007年10期
6 闻帆;屈桢深;王常虹;;未知环境下的移动机器人实时避障研究[J];哈尔滨工程大学学报;2009年07期
7 费燕琼;朱跃梁;徐磊;;未知环境下模块化移动机器人路径规划的研究[J];哈尔滨工程大学学报;2010年09期
8 洪炳镕;罗荣华;;一种鲁棒移动机器人自主定位方法[J];哈尔滨工业大学学报;2003年09期
9 蒋荣欣;田翔;谢立;陈耀武;;一种多机器人编队协同定位的方法[J];哈尔滨工业大学学报;2010年01期
10 高原;王新茹;丁建立;;基于改进粒子群算法的机场多航班多服务调度策略[J];航空计算技术;2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 夏益民;基于传感器信息融合的移动机器人定位与地图创建研究[D];广东工业大学;2011年
2 冯肖维;基于多传感器信息融合的移动机器人位姿计算方法研究[D];上海大学;2011年
3 庄严;移动机器人基于多传感器数据融合的定位及地图创建研究[D];大连理工大学;2004年
4 蒋蔚;粒子滤波改进算法研究与应用[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 张美仙;基于数据融合的声目标识别技术研究[D];中北大学;2011年
2 包壁祯;移动机器人定位与导航的研究[D];电子科技大学;2011年
3 冯刘中;基于多传感器信息融合的移动机器人导航定位技术研究[D];西南交通大学;2011年
4 吴宝成;粒子滤波重采样算法研究及其应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 郑宏;移动机器人导航和SLAM系统研究[D];上海交通大学;2007年
6 吴月华;室内未知环境下移动机器人导航关键问题研究[D];天津大学;2007年
7 司兴涛;多传感器信息融合技术及其在移动机器人方面的应用[D];山东理工大学;2009年
8 温安邦;基于激光测距仪的室内机器人定位方法研究[D];武汉科技大学;2009年
9 张文玲;移动机器人同时定位与地图创建自适应算法研究[D];中国科学技术大学;2009年
10 许笑寒;基于超声波的室内环境下移动机器人同时定位及地图构建[D];北京邮电大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 查峰;未知环境下自主移动机器人定位与导航方法研究[D];西南交通大学;2012年
2 刘娜;基于障碍约束的空间co-location模式挖掘研究[D];云南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏克寒;许化龙;张朴睿;;粒子滤波的关键技术及应用[J];电光与控制;2005年06期
2 陈小平;国际机器人足球(RoboCup)最新进展[J];机器人技术与应用;2001年01期
3 艾海舟,张钹;基于拓扑的路径规划问题的图形解法[J];机器人;1990年05期
4 董立志,孙茂相,朱枫,董再励,尹朝万;基于实时障碍物预测的机器人运动规划[J];机器人;2000年01期
5 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
6 谭民,范永,徐国华;机器人群体协作与控制的研究[J];机器人;2001年02期
7 王军,苏剑波,席裕庚;多传感器集成与融合概述[J];机器人;2001年02期
8 李磊,叶涛,谭民,陈细军;移动机器人技术研究现状与未来[J];机器人;2002年05期
9 迟健男,徐心和;移动机器人即时定位与地图创建问题研究[J];机器人;2004年01期
10 高云峰,黄海;复杂环境下基于势场原理的路径规划方法[J];机器人;2004年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于金霞;蔡自兴;段琢华;;基于粒子滤波的移动机器人定位关键技术研究综述[J];计算机应用研究;2007年11期
2 闻帆;屈桢深;王常虹;;未知环境下的移动机器人实时避障研究[J];哈尔滨工程大学学报;2009年07期
3 夏益民;杨宜民;;基于UPF的移动机器人定位新方法[J];微电子学与计算机;2009年02期
4 高庆吉;雷亚莉;胡丹丹;于咏生;;基于自适应感知复位算法的移动机器人定位[J];电子学报;2007年11期
5 李阳铭;孟庆虎;梁华为;李帅;陈万明;;基于粒子滤波的无线传感器网络辅助同步定位与地图创建方法研究[J];机器人;2008年05期
6 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
7 况菲,王耀南,张辉;动态环境下基于改进人工势场的机器人实时路径规划仿真研究[J];计算机应用;2005年10期
8 曾祥萍;朱云龙;南琳;;基于群体智能策略的编队控制[J];微计算机信息;2006年26期
9 陈杨钟;刘士荣;俞金寿;;基于非线性滤波的移动机器人位姿估计[J];华东理工大学学报(自然科学版);2007年04期
10 刘国成;;一种基于多传感器数据融合的目标跟踪算法[J];系统仿真学报;2009年19期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 刘玉鹏;海丹;郑志强;;基于测程法的四轮全向移动机器人自定位方法研究[A];2005中国机器人大赛论文集[C];2005年
3 卢惠民;张辉;郑志强;;基于视觉的移动机器人自定位问题[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第六分册)[中南大学学报(增刊)][C];2009年
4 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
5 于竹林;魏权利;;基于人工势场法的移动机器人动态路径规划究[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
6 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
7 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
8 王秀青;侯增广;谭民;王永吉;黄战华;;Spiking神经网络及其在移动机器人中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
9 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
10 斯日古楞;李海滨;包长春;;基于模糊控制的移动机器人路径规划研究[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 编译 王金元;微型机器人 虫子般灵巧[N];北京科技报;2005年
2 张建松;科考机器人南极建功[N];科学导报;2008年
3 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
4 铭心孙伟;中国机器人首次上南极[N];中国质量报;2007年
5 王笑梅;沈阳机器人开始首次南极科考之旅[N];辽宁日报;2007年
6 通讯员 张婵记者 毕玉才 苗家生;国产机器人将首次登上南极[N];光明日报;2007年
7 本报记者  贾旮菲;“新松”恨不高千尺[N];现代物流报;2006年
8 通讯员 李广欧 李亮;滕州市清理线路障碍物[N];中国电力报;2006年
9 向理;汽车慧眼——倒车雷达(一)[N];电子报;2006年
10 记者 朱馨通讯员 周姬梅 江英华;浙江科学家为月球车装“火眼金睛”[N];浙江日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田隽;基于粒子滤波的视频目标跟踪算法的研究[D];中国矿业大学;2010年
2 宫轶松;粒子滤波算法研究及其在GPS/DR组合导航中的应用[D];解放军信息工程大学;2010年
3 王乐;卫星USB测控体制下信号特征参数的分析与识别[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 陈家乾;移动机器人自主创建环境地图的研究[D];浙江大学;2009年
5 陈白帆;动态环境下移动机器人同时定位与建图研究[D];中南大学;2009年
6 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
7 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
8 周寿军;左心室MRI序列的运动跟踪新方法[D];第一军医大学;2004年
9 李涛;非线性滤波方法在导航系统中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
10 徐茂格;混沌通信中的粒子滤波技术研究[D];南京理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 江万里;动态环境基于粒子滤波的移动机器人自定位[D];浙江大学;2008年
2 胡志华;基于离散人工势场的移动机器人动态路径规划研究[D];中南大学;2009年
3 谢文明;动态环境下基于人工势场引导进化算法的移动机器人路径规划[D];武汉科技大学;2008年
4 戈新良;基于多种传感器信息融合的移动机器人的环境辨识[D];河北工业大学;2003年
5 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
6 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
7 杨延祥;移动机器人运动规划及跟踪控制研究[D];燕山大学;2011年
8 姜明洋;基于遗传算法的移动机器人路径规划方法的研究[D];沈阳理工大学;2008年
9 谷燕子;移动机器人路径规划技术研究[D];河南科技大学;2011年
10 冯占军;基于模糊神经网络的信息融合技术在移动机器人中的应用[D];河北工业大学;2002年
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