【摘 要】
:
机器人在进行军事侦察、灾难抢险、搜索营救等任务时,面向的是未知环境,探索建图是其执行任务的前提。为了将未知环境变成已知环境,需要研究未知环境下的探索建图方法。目前,主要利用单机器人进行探索建图,而对多机器人未知环境探索建图的研究较少。因此,本文基于RGB-D相机,在未知环境下对多机器人系统的探索覆盖以及多机器人局部点云融合等问题进行了研究,主要研究工作如下:针对多机器人在未知环境中探索覆盖建图时产
【基金项目】
:
陕西省重点研发计划项目基金(编号:2018GY-184);
论文部分内容阅读
机器人在进行军事侦察、灾难抢险、搜索营救等任务时,面向的是未知环境,探索建图是其执行任务的前提。为了将未知环境变成已知环境,需要研究未知环境下的探索建图方法。目前,主要利用单机器人进行探索建图,而对多机器人未知环境探索建图的研究较少。因此,本文基于RGB-D相机,在未知环境下对多机器人系统的探索覆盖以及多机器人局部点云融合等问题进行了研究,主要研究工作如下:针对多机器人在未知环境中探索覆盖建图时产生重复探索的问题,从多机器人协同探索任务节点的提取、任务节点分配以及探索路径优化等角度分别展开研究。首先,基于frontier算法探索边界,结合K-means聚类算法提取任务节点,作为机器人的探索节点;然后,设计了探索路径、视场交叉重叠以及“孤岛”三个代价准则的拍卖机制,对多任务节点进行分配,提高多机器人系统协同效率;最后,在机器人向任务节点移动时,利用概率选择函数和Logistic模型对传统蚁群算法进行改进,对其探索路径进行优化。通过实验仿真验证,本文设计的探索方法能够有效的降低多机器人探索的重复覆盖率。对于多机器人局部三维点云融合效率较低的问题,采用里程计估计初始位姿,结合“粗匹配+精准匹配”的方法对多机器人采集的局部图像进行拼接融合。首先,根据里程计获得机器人采集点云时的位姿,对局部点云建立其变换矩阵模型;然后,作为SAC-IA(Sample Consensus Initial Aligment)粗匹配的迭代初值;最后,结合 ICP(Iterative Closest Point)精准匹配进行局部点云融合,构建全局三维彩色点云图,有效地提高了多机器人局部图像融合效率。通过ROS系统的软件仿真和机器人实验,分别对多机器人探索覆盖算法的有效性和可行性进行了验证。结果表明:多机器人探索建图覆盖率达到了 98%左右,重复覆盖率为7%左右。所设计的多机器人栅格地图模型探索方法可以有效地减少重复探索覆盖率;所设计的多机器人局部点云融合方法提高了局部图像融合效率。
其他文献
在靶场常规测试中,高速相机作为常用的测试手段,在毁伤评估、飞行参数测试领域应用广泛;但是由于高速相机工作时产生数据量庞大,而相机数据存储量有限,为了尽量存储有效信息并减少不必要的冗余数据,有必要为相机提供合理的触发信号。论文以获取爆炸时刻作为高速相机的触发信号。首先对现有的爆炸时刻测量方式和设备进行了分析,重点对比了光电探测法和声探测法各自的常用场景以及优势与劣势。其次,针对本项目复杂的电磁化背景
人工智能是研究机器智能并用于模拟和扩展人类智能的学科,但目前与人类智能相比还具有较大差距。为此AORBCO模型基于唯识心理学的八识结构,分析了人工智能目前所存在的问题,并对Agent的智能模型进行认知架构建模,使Agent具有与人类相似的行为产生过程。经过十余年的发展,该模型在理论方面趋于完善,但该模型一直停留在理论层面。因此本文针对该模型,以AORBCO模型这一智能模型为基础,基于JADE开发平
可见光系统与红外系统的工作波段差异较大,导致可见光系统与红外系统探测到的目标特征信息不一致,无法满足现代光电探测成像系统对目标探测与识别的要求。将可见光系统与红外系统进行融合具有很好的互补性,此外,变焦系统可实现大视场探测与小视场识别跟踪。可见光、红外多波段系统与变焦系统进行融合是近年来研究的重要方向。本文为了满足现代光学成像系统的使用要求,对1~10km范围的小型车辆进行探测,设计了一种基于折反
以新研制的20CrSiMn2MoV无碳化物贝氏体钢为研究对象,利用温度-硬度法测其相变点,通过热处理实验、力学性能实验、XRD物相分析、组织观察与分析,研究了回火温度、回火时间及回火次数对20CrSiMn2MoV钢正火及淬火组织和性能的影响。试验结果表明,20CrSiMn2MoV钢的AC1和AC3分别为710℃和880℃。920℃加热空冷,不同温度回火,抗拉强度在200~300℃出现峰值,强度分别
随着当今现代化信息技术的飞速发展,数据正在以前所未有的速度飞快的产生,数据的价值也日益得到了公众的认可。在军事领域,数据信息的可信性、安全性更为重要。此外,在军事领域这一特殊的业务场景中,单个服务器随时会遭遇“宕机”现象,如何实时、安全的同步共享各个作战单元的数据,并且有效保障系统的高可用性,这成为军事领域难以突破的技术瓶颈。本论文设计的基于区块链的高可用私有云平台可有效解决以上两个问题,实现数据
随着导弹和航天器技术的飞速发展,各种靶场实验越来越多,对弹道解算的精度、实时性、可靠性等方面提出了更高的要求。现有的数据处理技术在多测元数据的互补性和冗余性的处理问题上仍有不足,而且未能充分考虑系统的不确定性和多源数据融合对处理性能的影响,从而限制了实验数据处理的效能。针对上述问题,本文以靶场外测数据为对象,对靶场数据实时融合处理技术和事后数据融合处理技术做了深入研究。主要工作如下:1)在有色量测
自激光器出现之后,激光驱动飞片冲击起爆技术是最安全的火工品起爆技术之一。在激光驱动飞片冲击起爆技术中,材料因激光驱动会产生光致等离子体,对光致等离子体电子密度的测试成为重要的研究课题。常用光致等离子体电子密度的测试手段复杂,且测试成本较高,而光学干涉法具有实验平台简单、不受被测对象干扰、成本低、效率高等显著优点。利用光学干涉法对光致等离子体电子密度进行测试,并进行系统研究,有利于完善火工品的研究技
无人驾驶作为智能交通系统的重要组成部分,对车辆的精准定位是无人驾驶的核心。由于受到城市峡谷效应、隧道遮挡等因素的影响,导致全球定位系统尚无法满足无人车的高精度实时定位需求;并且在车辆位姿求解时仅采用单目视觉信息进行定位亦存在尺度不确定的缺陷。基于上述问题,本文以西安工业大学自主改装无人车为研究对象,对基于视觉和IMU的组合定位系统进行深入研究。为了改善特征匹配法中描述子匹配导致的耗时较长问题,本文
现代战争中,为了精确摧毁敌方深埋在钢筋混凝土、钢甲以及一些紧固型防御设施下的重要军事设备,需要侵彻弹拥有侵彻硬目标的能力。在侵彻弹攻击目标物体时,不但会被纵向阻力所影响,使其速度发生改变,同时也被横向阻力影响,使得弹体发生偏转,导致侵彻弹攻击目标物时一般为斜侵彻。在斜侵彻时,如果侵彻角度过大则侵彻弹在侵彻过程中可能会出现失稳的状况,严重情况下可能会发生跳弹现象,使得侵彻能力下降,无法达到攻击目标效
金属氧化物纳米材料具有纳米尺寸效应、高比表面积等特点,受到科研人员广泛关注。在众多的金属氧化物中,In2O3由于具有宽禁带、低电阻率及高导电性的特性,成为最具优势的光、气敏传感材料之一。然而,在检测NO2的过程中,In2O3有以下需要迫切解决的问题:高温下NO2气体与敏感材料之间的吸附和解吸附过程不能达到快速平衡;常温下受环境湿度的干扰使NO2气敏性能下降。在In2O3紫外光敏传感器应用方面,光敏