基于多传感器融合的移动机器人改进RatSLAM算法研究
发布时间：2020-12-18 23:54
智能机器人结合认知科学、数学、计算机科学、信息论、控制论、仿生学等学科,吸引着国内外学者在其各领域进行研究。移动机器人的研究是智能机器人研究的重要环节,实现其定位导航的关键技术是同步定位与地图构建(Simultaneous Localization And Mapping,SLAM),澳大利亚学者Milford等提出了一种基于仿生导航的Rat SLAM模型,该模型模拟啮齿类动物海马结构空间导航相关的细胞信息处理机制构建计算模型。但该模型仍存在一些缺陷,包括在光线角度变化下的SLAM性能有待进一步提高;长时间SLAM下传统闭环检测算法复杂度有待降低;移动障碍物的干扰也严重影响传统Rat SLAM模型视觉里程计的导航效果,造成航迹的较大偏移。本文依赖传统的仿生导航Rat SLAM模型,借鉴现有的视觉SLAM技术,改进了一种基于实时关键帧匹配的闭环检测算法,该算法通过存储同一定位点的不同签名更好的估计未来发生的闭环假设,提高了光线角度变化下场景的匹配率;同时,改进的闭环检测算法借鉴了研究发现人脑四种记忆模式的算法原理,选取一定数量具有良好特征的定位点实现闭环检测,提高了系统的实时性,降低了传...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械手组装汽车
尼亚州帕罗奥都市的斯坦福研究所的 CART 型移动机器人也力图通过视觉实现机器人导航，但由于当时计算机处理器运算速度远不如现在，实验中 CART 花费了大量的时间进行思考以至于在几个小时内它都无法做出决定。这些移动机器人思考极为费力，动作过于缓慢，因此不可能有效率地顺应外界环境情况自主运动，但这些早期的机器人为近现代机器人学提供了宝贵的经验。1.1.2 近期机器人的发展20 世纪 80 年代开始，机器人学进入了一个飞速发展的阶段，也出现了多种机器人学研究方向。如图 1-1 所示的是汽车厂正利用机器人负责组装汽车的零配件，在具体工作中，人主要负责脑力劳动，机器人主要负责困难、精确以及重复性的工作。20 世纪 90 年代，iRobot 发明的简单、便宜又实用的智能吸尘器填补了高新技术市场的空白，如图 1-2 所示。
3图1-3 美国宇航局的Sojourner 图1-4 约翰逊航天中心开发的Valkyrie在 21 世纪的今天涌现出大量为人类提供更好服务的机器人，这些机器人逐渐开始应用于人类生活的各个领域。如图 1-5 所示的是教育机器人，它可以与儿童以及不同年龄段和文化层次的成人玩耍，为机器人编写程序使其发挥极限；如图 1-6 所示的是服务机器人正端菜送到顾客的手中；康复训练机器人可以帮助移动病人身体部位并指导病人进行训练和康复，如图 1-7 所示的是一台康复训练机器人以及一个计算机系统，机器人按照屏幕提供的说明移动机器人的手臂；如图1-8 所示是机器人手术系统，由于外科手术的精确度十分重要，所以这种系统无需智能化和自主化，只需技术高超的外科医生完成观察、思考以及操作。
【参考文献】：
期刊论文
[1]鼠类脑细胞导航机理的移动机器人仿生SLAM综述[J]. 陈孟元. 智能系统学报. 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]一种阈值动态调整的仿生同步自主定位方法[J]. 李伟龙,吴德伟,卢虎,来磊. 西安交通大学学报. 2017(10)
[4]一种融合DGSOM神经网络的仿生算法研究[J]. 许曈,凌有铸,陈孟元. 智能系统学报. 2017(03)
[5]基于姿态测量模块和闭环检测算法的仿生SLAM研究[J]. 许曈,凌有铸,陈孟元,王伟. 传感技术学报. 2017(06)
[6]室内环境下基于图优化的视觉惯性SLAM方法[J]. 徐晓苏,代维,杨博,李瑶,董亚. 中国惯性技术学报. 2017(03)
[7]大鼠脑海马结构认知机理及其在机器人导航中的应用[J]. 于乃功,方略,罗子维,苑云鹤,蒋晓军. 北京工业大学学报. 2017(03)
[8]一种基于海马认知机理的仿生机器人认知地图构建方法[J]. 于乃功,苑云鹤,李倜,蒋晓军,罗子维. 自动化学报. 2018(01)
[9]一种网格细胞到位置细胞的高斯分布激活函数模型[J]. 于乃功,方略,罗子维,苑云鹤,蒋晓军,蔡建羡. 生物医学工程学杂志. 2016(06)
[10]基于直接强化学习的面向目标的仿生导航模型[J]. 于乃功,李倜,方略. 中国科学:信息科学. 2016(03)
硕士论文
[1]基于鼠脑海马认知机理的机器人面向目标的导航模型研究[D]. 李倜.北京工业大学 2016
本文编号：2924839
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械手组装汽车
尼亚州帕罗奥都市的斯坦福研究所的 CART 型移动机器人也力图通过视觉实现机器人导航，但由于当时计算机处理器运算速度远不如现在，实验中 CART 花费了大量的时间进行思考以至于在几个小时内它都无法做出决定。这些移动机器人思考极为费力，动作过于缓慢，因此不可能有效率地顺应外界环境情况自主运动，但这些早期的机器人为近现代机器人学提供了宝贵的经验。1.1.2 近期机器人的发展20 世纪 80 年代开始，机器人学进入了一个飞速发展的阶段，也出现了多种机器人学研究方向。如图 1-1 所示的是汽车厂正利用机器人负责组装汽车的零配件，在具体工作中，人主要负责脑力劳动，机器人主要负责困难、精确以及重复性的工作。20 世纪 90 年代，iRobot 发明的简单、便宜又实用的智能吸尘器填补了高新技术市场的空白，如图 1-2 所示。
3图1-3 美国宇航局的Sojourner 图1-4 约翰逊航天中心开发的Valkyrie在 21 世纪的今天涌现出大量为人类提供更好服务的机器人，这些机器人逐渐开始应用于人类生活的各个领域。如图 1-5 所示的是教育机器人，它可以与儿童以及不同年龄段和文化层次的成人玩耍，为机器人编写程序使其发挥极限；如图 1-6 所示的是服务机器人正端菜送到顾客的手中；康复训练机器人可以帮助移动病人身体部位并指导病人进行训练和康复，如图 1-7 所示的是一台康复训练机器人以及一个计算机系统，机器人按照屏幕提供的说明移动机器人的手臂；如图1-8 所示是机器人手术系统，由于外科手术的精确度十分重要，所以这种系统无需智能化和自主化，只需技术高超的外科医生完成观察、思考以及操作。
【参考文献】：
期刊论文
[1]鼠类脑细胞导航机理的移动机器人仿生SLAM综述[J]. 陈孟元. 智能系统学报. 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]一种阈值动态调整的仿生同步自主定位方法[J]. 李伟龙,吴德伟,卢虎,来磊. 西安交通大学学报. 2017(10)
[4]一种融合DGSOM神经网络的仿生算法研究[J]. 许曈,凌有铸,陈孟元. 智能系统学报. 2017(03)
[5]基于姿态测量模块和闭环检测算法的仿生SLAM研究[J]. 许曈,凌有铸,陈孟元,王伟. 传感技术学报. 2017(06)
[6]室内环境下基于图优化的视觉惯性SLAM方法[J]. 徐晓苏,代维,杨博,李瑶,董亚. 中国惯性技术学报. 2017(03)
[7]大鼠脑海马结构认知机理及其在机器人导航中的应用[J]. 于乃功,方略,罗子维,苑云鹤,蒋晓军. 北京工业大学学报. 2017(03)
[8]一种基于海马认知机理的仿生机器人认知地图构建方法[J]. 于乃功,苑云鹤,李倜,蒋晓军,罗子维. 自动化学报. 2018(01)
[9]一种网格细胞到位置细胞的高斯分布激活函数模型[J]. 于乃功,方略,罗子维,苑云鹤,蒋晓军,蔡建羡. 生物医学工程学杂志. 2016(06)
[10]基于直接强化学习的面向目标的仿生导航模型[J]. 于乃功,李倜,方略. 中国科学:信息科学. 2016(03)
硕士论文
[1]基于鼠脑海马认知机理的机器人面向目标的导航模型研究[D]. 李倜.北京工业大学 2016
本文编号：2924839
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