动态环境中移动机器人定位与环境状态估计新算法

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"本文提出了一种新的室内移动机器人在动态环境中定位和状态估计的方法,它结合了粒子滤波器和条件二元贝叶斯滤波器,能够在高维度的估计问题中有效地解决机器人定位和环境状态监测。" 移动机器人在室内环境中定位是一项关键任务,传统方法通常依赖于静态地图,但在实际应用中,环境常常会发生变化,如门的开关等动态因素。在这种情况下,同时估计机器人的位置和环境的状态变得非常复杂,因为这涉及一个高维的估计问题,超出了一些现有定位技术的能力范围。 本文针对这一挑战,提出了一种高效的分式估计算法,适用于混合离散-连续状态的估计。该算法的核心是整合了两个关键组件:一是粒子滤波器,用于机器人自身的定位;二是条件二元贝叶斯滤波器,专门用于估计环境的动态状态,比如门的开闭状态。粒子滤波器是一种概率建模技术,能够处理非线性和非高斯的动态系统,它通过大量的随机样本(即粒子)来近似表示后验概率分布,从而实现机器人的实时定位。而条件二元贝叶斯滤波器则是一种有效的处理二值或离散状态变化的工具,对于识别环境中的事件,如门的开启或关闭,尤其适用。 实验结果显示,这种新算法在估计门的状态方面表现卓越,并且在动态环境下优于现有的先进定位器。这意味着即使环境发生变化,机器人也能准确地识别自身位置和周围环境的状态,这对于自主导航、避障以及环境监控等任务具有重要意义。 这项研究为移动机器人在不断变化的室内环境中的定位和感知提供了新的思路,不仅提高了定位精度,还增强了机器人对环境动态变化的适应能力。未来,这种技术可能被广泛应用于智能家居、仓库管理、医疗护理等多个领域,推动移动机器人技术的进一步发展。