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VorSLAM算法中基于多规则的数据关联方法
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:自动化学报
  • 时间:2013.6.6
  • 页码:883-894
  • 分类:TP27[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,沈阳110016, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]日本立命馆大学机器人系,日本草津525—8577
  • 相关基金:国家自然科学基金(61075103)资助
  • 相关项目:基于能量的蛇形机器人蜿蜒运动控制方法研究
中文摘要:

针对单独依据马氏距离(Mahalanobis distance)的数据关联(Data association,DA)算法不能保证输出正确结果的问题,结合VorSLAM(Voronoi partition based SLAM)算法所采用的混合地图表示方法的特点,本文提出了一个基于多规则的数据关联方法.该数据关联方法依据的规则包括局部搜索规则、传感器观测特征的单向性规则、马氏距离规则和轮廓匹配规则,诸个规则在每个数据关联周期依次执行.局部搜索规则和传感器观测特征的单向性规则可以有效地降低数据关联的搜索空间,同时可避免一类潜在的数据关联错误;马氏距离利用了特征参数表示的特征位置信息寻找多个可能的数据关联假设;根据VorSLAM算法中局部地图描述了产生对应特征的局部环境轮廓信息,轮廓匹配规则从多个可能的数据关联假设中识别出正确的数据关联假设.基于多规则的数据关联方法系统可靠地解决了VorSLAM算法中的数据关联问题,方法的有效性通过两个室内环境的实验得到了验证.

英文摘要:

To solve the problem that the data association (DA) algorithm based only on Mahalanobis distance cannot ensure to produce correct results, this paper proposes a data association approach based on multi-rules, which has utilized the characteristic of the hybrid metric map representation, adopted in VorSLAM. This approach consists of the rule of local searching, the rule of unidirectivity existing in the corner's observation, the rule of Mahalanobis distance and the rule of shape matching. These rules execute in turn in each data association circle. The former two rules decrease the searching space of the data association and avoid a sort of wrong data association. The rule of Mahalanobis distance can produce a set of potential data association hypothese according to the location information expressed in the feature's parameters. Utilizing the characteristic that in VorSLAM each local map describes the local environment's contour of its corresponding feature, the rule of shape matching finally recognizes the correct data association hypothesis. The data association based on multi-rules has systematically and reliably solved the data association problem in VorSLAM. The efficiency of the proposed approach is verified in two experiments carried out in indoor environments.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550