基于多傳感器信息融合的移動(dòng)機(jī)器人避障研究

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1、摘要多傳感器信息融合技術(shù)是一門新興的實(shí)踐應(yīng)用技術(shù)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它為各領(lǐng)域的信息處理以及決策支持提供了可靠的手段，具有很高的研究?jī)r(jià)值以及應(yīng)用潛力。經(jīng)過融合的多傳感器信息具有以下特性：信息的冗余性、信息的互補(bǔ)性、信息的實(shí)時(shí)性和信息的低成本性。為移動(dòng)機(jī)器人在各種復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的、不確定或未知的環(huán)境中工作提供了一種技術(shù)解決途徑。本文在介紹了國內(nèi)外機(jī)器人和信息融合技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，分析了多傳感器信息融合技術(shù)在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用；對(duì)信息融合中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、融合層次和主要的融合算法等問題進(jìn)行了探討。本文以UP-VoyagerII機(jī)器人

2、為平臺(tái)，針對(duì)未知環(huán)境下基于多傳感器信息融合技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人避障問題開展研究。移動(dòng)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)在未知和不確定環(huán)境下自主的工作，應(yīng)具有感受作業(yè)環(huán)境和規(guī)劃自身動(dòng)作的能力。針對(duì)超聲波傳感器產(chǎn)生的不確定信息，提出了一種基于模糊邏輯的多傳感器信息融合避障方法：同時(shí)研究基于Takagi-Sugeno(T-S)模型的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息融合方法。針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行環(huán)境，研究了機(jī)器人的避障策略。最后在移動(dòng)機(jī)器人上進(jìn)行了實(shí)物實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了方法的可行性和有效性。關(guān)鍵詞：多傳感器信息融合；避障；模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；移動(dòng)機(jī)器人東北電力人學(xué)碩{j學(xué)位論文AbstractMulti

3、sensorinformationfusionisadevelopingpracticaltechnologyaroundtheworld，andwidelyusedinmanyfields．Itisvaluabletoolforinformationprocessanddecisionsupportinthesefelds．Thepotentialadvantagesofmulti-sensorfusionareredundancy，complementation，timeliness，andcostoftheinformation．I

4、tprovidesamethodtechnologyforrobotworkinginintricate，dynamic，uncertainorunknownenvironment．Basedontlleintroductionofmobilerobotandinformationfusion，theapplicationofmultisensorinformationisanalyzed．Themainresearchtopicsofmulti—sensorinformationsuchasinformationrepresentati

5、on，sensormodelingandfusionlevelarestudied．Theclassificationsandalgorithmsofmultisensorfusionarealsopresented．WiththeplatformofUP—VoyagedImobilerobot，theobstacleavoidanceofmobilerobotbasedonthemultisensorinfiormationfiusionisresearchedinunknowncircumstance．Toachievethenavi

6、gationinunknownoruncertaincircumstance，mobilerobotshouldhavetheabilityofapperceivingthetaskcircumstanceandpathplanning．Astheuncertaininformationofultrasonicsensors，anobstacleavoidancealgorithmWasproposedbasedonfuzzylogic．ThenthefusionalgorithmWasstudiedonthebasisofT—Sfuzz

7、yneuralnetwork．Moreover，thestratergyofavoidingobstacleWasproposedandtheavoidobstaclewasrealizedforgivenenvironmentformobilerobot．Finally，theexperimentwithUP—VoyagerlImobilerobotverifiesthattheabovementionedmethodiSreallyfeasibleandefficient．Keywords：Multisensorinformation

8、fusion；Obstacleavoidance；Fuzzyneuralnetwork；Mobilerobot．II．論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文系在導(dǎo)師指導(dǎo)下本人獨(dú)立完成的研究成