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基于SRCKF的移动机器人同步定位与地图构建
  • ISSN号:1002-0446
  • 期刊名称:机器人
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TP242.6[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]哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(E091002/50979017);教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20092304110008);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(HEUCFZl026);教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-10-0053);哈尔滨市科技创新人才(优秀学科带头人)研究专项资金资助项目(2012RFXXG083).
  • 相关项目:小型自主水下航行器群体协同地形勘察关键技术研究
中文摘要:

针对移动机器人同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)存在的计算量大、数值不稳定等问题,结合容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)原理,设计了一种基于平方根CKF(square root cubature Kalman filter,SRCKF)的SLAM算法(SRCKF-SLAM).SRCKF-SLAM算法通过移动机器人运动模型和观测模型进行预测和观测,并以目标状态均值和协方差的平方根进行迭代更新,确保了协方差矩阵的对称性和半正定性,改进了数值精度和稳定性.仿真实验结果表明,相比CKF-SLAM算法,SRCKF-SLAM算法的均方根误差降低了14%,一致性区域内点数的百分比提高了36%,SRCKF-SLAM算法有效地满足了移动机器人SLAM导航需求.

英文摘要:

In order to solve the large computing cost and numerical instabilities of simultaneous localization and mapping (SLAM), a square root cubature Kalman filter (SRCKF) based SLAM algorithm (SRCKF-SLAM) for mobile robots is designed according to cubature Kalman filter (CKF) principle. The SRCKF-SLAM algorithm accomplishes prediction and observation through motion model and observation model, and it is updated iteratively by propagating square root factors of the mean and covariance of the state variable, which guarantees the symmetry and positive semi-definiteness of the covariance matrix and therefore improves numerical accuracy and stability. The simulation experiments show that, compared with the CKF-SLAM algorithm, the root-mean square error of the SRCKF-SLAM algorithm decreases 14%, and the percentage of points in consistency area increases 36%, therefore the SRCKF-SLAM algorithm effectively satisfies the requirement of SLAM navigation of mobile robots.

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期刊论文 56 会议论文 26 获奖 1 专利 11 著作 1
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期刊信息
  • 《机器人》
  • 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 中国科学院沈阳自动化研究所
  • 主编:王越超
  • 地址:沈阳市南塔街114号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:jqr@sia.ac.cn
  • 电话:024-23970050
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0446
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1137/TP
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊(2000年)
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:11997