概率机器人学:不确定性与贝叶斯滤波
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更新于2024-07-18
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《概率机器人学》是一本由Sebastian Thrun、Wolfram Burgard和Dieter Fox合著的专业书籍,主要探讨了在机器人技术领域的不确定性处理和概率方法应用。书中强调了在机器人系统中,由于环境的复杂性和感知的不精确性,不确定性是无法避免的。作者从不确定性在机器人中的基本概念入手,深入阐述了如何通过概率论的原理来解决这些问题。
在第1章"Introduction"中,作者介绍了不确定性在机器人操作中的核心地位,指出机器人必须能够处理各种形式的不确定性,包括传感器噪声、环境变化和动态模型的不完全性。接着,章节探讨了概率机器人学这一概念,它旨在将概率理论融入机器人设计,以更有效地处理这些不确定性。
第2章"Recursive State Estimation"(递归状态估计)是本书的重点部分。该章节详细讲解了基本的概率概念,如状态、环境交互和概率生成律,这些都是构建机器人行为模型的基础。作者介绍了信念分布,这是一种用来表示对机器人状态不确定性量度的方式,通过贝叶斯滤波器(Bayes Filters)来更新和融合传感器数据。贝叶斯滤波器算法是关键,它利用贝叶斯定理在不断收到新信息时动态更新对机器人状态的估计,即使在非马尔可夫(non-Markovian)环境中也能保持准确性。
章节中还通过实例和数学推导深入解析了贝叶斯滤波器的工作原理,特别是马尔可夫假设在简化计算中的作用。此外,还讨论了状态的表示和计算问题,以及如何将这些理论应用于实际的机器人系统中。
第3章"Gaussian Filters"进一步深化了对线性高斯系统的理解,如卡尔曼滤波器(Kalman Filter),这是处理高维随机过程和线性系统的理想工具。这部分内容对控制和导航任务中的机器人定位与避障至关重要。
总体来说,《概率机器人学》是一本深入浅出的指南,为读者展示了如何利用概率方法在机器人领域解决复杂问题,提供了一种强大的工具集,使机器人能够适应不断变化的环境,并实现智能决策。对于从事机器人技术研究、开发AGV(自动导引车)或其他依赖于高级感知和决策系统的工程师和研究人员来说,这本书是不可或缺的参考资料。
2019-05-16 上传
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