基于多傳感器融合的移動機器人改進RatSLAM算法研究
發(fā)布時間:2020-12-18 23:54
智能機器人結(jié)合認知科學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、信息論、控制論、仿生學(xué)等學(xué)科,吸引著國內(nèi)外學(xué)者在其各領(lǐng)域進行研究。移動機器人的研究是智能機器人研究的重要環(huán)節(jié),實現(xiàn)其定位導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)是同步定位與地圖構(gòu)建(Simultaneous Localization And Mapping,SLAM),澳大利亞學(xué)者Milford等提出了一種基于仿生導(dǎo)航的Rat SLAM模型,該模型模擬嚙齒類動物海馬結(jié)構(gòu)空間導(dǎo)航相關(guān)的細胞信息處理機制構(gòu)建計算模型。但該模型仍存在一些缺陷,包括在光線角度變化下的SLAM性能有待進一步提高;長時間SLAM下傳統(tǒng)閉環(huán)檢測算法復(fù)雜度有待降低;移動障礙物的干擾也嚴重影響傳統(tǒng)Rat SLAM模型視覺里程計的導(dǎo)航效果,造成航跡的較大偏移。本文依賴傳統(tǒng)的仿生導(dǎo)航Rat SLAM模型,借鑒現(xiàn)有的視覺SLAM技術(shù),改進了一種基于實時關(guān)鍵幀匹配的閉環(huán)檢測算法,該算法通過存儲同一定位點的不同簽名更好的估計未來發(fā)生的閉環(huán)假設(shè),提高了光線角度變化下場景的匹配率;同時,改進的閉環(huán)檢測算法借鑒了研究發(fā)現(xiàn)人腦四種記憶模式的算法原理,選取一定數(shù)量具有良好特征的定位點實現(xiàn)閉環(huán)檢測,提高了系統(tǒng)的實時性,降低了傳...
【文章來源】:安徽工程大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
機械手組裝汽車
尼亞州帕羅奧都市的斯坦福研究所的 CART 型移動機器人也力圖通過視覺實現(xiàn)機器人導(dǎo)航,但由于當時計算機處理器運算速度遠不如現(xiàn)在,實驗中 CART 花費了大量的時間進行思考以至于在幾個小時內(nèi)它都無法做出決定。這些移動機器人思考極為費力,動作過于緩慢,因此不可能有效率地順應(yīng)外界環(huán)境情況自主運動,但這些早期的機器人為近現(xiàn)代機器人學(xué)提供了寶貴的經(jīng)驗。1.1.2 近期機器人的發(fā)展20 世紀 80 年代開始,機器人學(xué)進入了一個飛速發(fā)展的階段,也出現(xiàn)了多種機器人學(xué)研究方向。如圖 1-1 所示的是汽車廠正利用機器人負責(zé)組裝汽車的零配件,在具體工作中,人主要負責(zé)腦力勞動,機器人主要負責(zé)困難、精確以及重復(fù)性的工作。20 世紀 90 年代,iRobot 發(fā)明的簡單、便宜又實用的智能吸塵器填補了高新技術(shù)市場的空白,如圖 1-2 所示。
3圖1-3 美國宇航局的Sojourner 圖1-4 約翰遜航天中心開發(fā)的Valkyrie在 21 世紀的今天涌現(xiàn)出大量為人類提供更好服務(wù)的機器人,這些機器人逐漸開始應(yīng)用于人類生活的各個領(lǐng)域。如圖 1-5 所示的是教育機器人,它可以與兒童以及不同年齡段和文化層次的成人玩耍,為機器人編寫程序使其發(fā)揮極限;如圖 1-6 所示的是服務(wù)機器人正端菜送到顧客的手中;康復(fù)訓(xùn)練機器人可以幫助移動病人身體部位并指導(dǎo)病人進行訓(xùn)練和康復(fù),如圖 1-7 所示的是一臺康復(fù)訓(xùn)練機器人以及一個計算機系統(tǒng),機器人按照屏幕提供的說明移動機器人的手臂;如圖1-8 所示是機器人手術(shù)系統(tǒng),由于外科手術(shù)的精確度十分重要,所以這種系統(tǒng)無需智能化和自主化,只需技術(shù)高超的外科醫(yī)生完成觀察、思考以及操作。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鼠類腦細胞導(dǎo)航機理的移動機器人仿生SLAM綜述[J]. 陳孟元. 智能系統(tǒng)學(xué)報. 2018(01)
[2]A Brain-inspired SLAM System Based on ORB Features[J]. Sun-Chun Zhou,Rui Yan,Jia-Xin Li,Ying-Ke Chen,Huajin Tang. International Journal of Automation and Computing. 2017(05)
[3]一種閾值動態(tài)調(diào)整的仿生同步自主定位方法[J]. 李偉龍,吳德偉,盧虎,來磊. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(10)
[4]一種融合DGSOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿生算法研究[J]. 許曈,凌有鑄,陳孟元. 智能系統(tǒng)學(xué)報. 2017(03)
[5]基于姿態(tài)測量模塊和閉環(huán)檢測算法的仿生SLAM研究[J]. 許曈,凌有鑄,陳孟元,王偉. 傳感技術(shù)學(xué)報. 2017(06)
[6]室內(nèi)環(huán)境下基于圖優(yōu)化的視覺慣性SLAM方法[J]. 徐曉蘇,代維,楊博,李瑤,董亞. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2017(03)
[7]大鼠腦海馬結(jié)構(gòu)認知機理及其在機器人導(dǎo)航中的應(yīng)用[J]. 于乃功,方略,羅子維,苑云鶴,蔣曉軍. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[8]一種基于海馬認知機理的仿生機器人認知地圖構(gòu)建方法[J]. 于乃功,苑云鶴,李倜,蔣曉軍,羅子維. 自動化學(xué)報. 2018(01)
[9]一種網(wǎng)格細胞到位置細胞的高斯分布激活函數(shù)模型[J]. 于乃功,方略,羅子維,苑云鶴,蔣曉軍,蔡建羨. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2016(06)
[10]基于直接強化學(xué)習(xí)的面向目標的仿生導(dǎo)航模型[J]. 于乃功,李倜,方略. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2016(03)
碩士論文
[1]基于鼠腦海馬認知機理的機器人面向目標的導(dǎo)航模型研究[D]. 李倜.北京工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號:2924839
【文章來源】:安徽工程大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
機械手組裝汽車
尼亞州帕羅奧都市的斯坦福研究所的 CART 型移動機器人也力圖通過視覺實現(xiàn)機器人導(dǎo)航,但由于當時計算機處理器運算速度遠不如現(xiàn)在,實驗中 CART 花費了大量的時間進行思考以至于在幾個小時內(nèi)它都無法做出決定。這些移動機器人思考極為費力,動作過于緩慢,因此不可能有效率地順應(yīng)外界環(huán)境情況自主運動,但這些早期的機器人為近現(xiàn)代機器人學(xué)提供了寶貴的經(jīng)驗。1.1.2 近期機器人的發(fā)展20 世紀 80 年代開始,機器人學(xué)進入了一個飛速發(fā)展的階段,也出現(xiàn)了多種機器人學(xué)研究方向。如圖 1-1 所示的是汽車廠正利用機器人負責(zé)組裝汽車的零配件,在具體工作中,人主要負責(zé)腦力勞動,機器人主要負責(zé)困難、精確以及重復(fù)性的工作。20 世紀 90 年代,iRobot 發(fā)明的簡單、便宜又實用的智能吸塵器填補了高新技術(shù)市場的空白,如圖 1-2 所示。
3圖1-3 美國宇航局的Sojourner 圖1-4 約翰遜航天中心開發(fā)的Valkyrie在 21 世紀的今天涌現(xiàn)出大量為人類提供更好服務(wù)的機器人,這些機器人逐漸開始應(yīng)用于人類生活的各個領(lǐng)域。如圖 1-5 所示的是教育機器人,它可以與兒童以及不同年齡段和文化層次的成人玩耍,為機器人編寫程序使其發(fā)揮極限;如圖 1-6 所示的是服務(wù)機器人正端菜送到顧客的手中;康復(fù)訓(xùn)練機器人可以幫助移動病人身體部位并指導(dǎo)病人進行訓(xùn)練和康復(fù),如圖 1-7 所示的是一臺康復(fù)訓(xùn)練機器人以及一個計算機系統(tǒng),機器人按照屏幕提供的說明移動機器人的手臂;如圖1-8 所示是機器人手術(shù)系統(tǒng),由于外科手術(shù)的精確度十分重要,所以這種系統(tǒng)無需智能化和自主化,只需技術(shù)高超的外科醫(yī)生完成觀察、思考以及操作。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鼠類腦細胞導(dǎo)航機理的移動機器人仿生SLAM綜述[J]. 陳孟元. 智能系統(tǒng)學(xué)報. 2018(01)
[2]A Brain-inspired SLAM System Based on ORB Features[J]. Sun-Chun Zhou,Rui Yan,Jia-Xin Li,Ying-Ke Chen,Huajin Tang. International Journal of Automation and Computing. 2017(05)
[3]一種閾值動態(tài)調(diào)整的仿生同步自主定位方法[J]. 李偉龍,吳德偉,盧虎,來磊. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(10)
[4]一種融合DGSOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿生算法研究[J]. 許曈,凌有鑄,陳孟元. 智能系統(tǒng)學(xué)報. 2017(03)
[5]基于姿態(tài)測量模塊和閉環(huán)檢測算法的仿生SLAM研究[J]. 許曈,凌有鑄,陳孟元,王偉. 傳感技術(shù)學(xué)報. 2017(06)
[6]室內(nèi)環(huán)境下基于圖優(yōu)化的視覺慣性SLAM方法[J]. 徐曉蘇,代維,楊博,李瑤,董亞. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2017(03)
[7]大鼠腦海馬結(jié)構(gòu)認知機理及其在機器人導(dǎo)航中的應(yīng)用[J]. 于乃功,方略,羅子維,苑云鶴,蔣曉軍. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[8]一種基于海馬認知機理的仿生機器人認知地圖構(gòu)建方法[J]. 于乃功,苑云鶴,李倜,蔣曉軍,羅子維. 自動化學(xué)報. 2018(01)
[9]一種網(wǎng)格細胞到位置細胞的高斯分布激活函數(shù)模型[J]. 于乃功,方略,羅子維,苑云鶴,蔣曉軍,蔡建羨. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2016(06)
[10]基于直接強化學(xué)習(xí)的面向目標的仿生導(dǎo)航模型[J]. 于乃功,李倜,方略. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2016(03)
碩士論文
[1]基于鼠腦海馬認知機理的機器人面向目標的導(dǎo)航模型研究[D]. 李倜.北京工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號:2924839
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2924839.html
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