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模拟退火方差缩减的FastSLAM算法在AUV导航定位中的应用
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 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, [2]北华大学电气信息工程学院,吉林吉林132021
  • 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(HEUCFZ 1026); 哈尔滨市科技创新人才(优秀学科带头人)研究专项资金项目资助项目(2012RFXXG083)
中文摘要:

由于标准FastSLAM中存在粒子退化及重采样引起的粒子贫化,导致自主水下航行器(AUV)位置估计精度严重下降的问题,提出了一种基于粒子权值方差缩减的FastSLAM算法.利用模拟退火的降温函数产生自适应指数渐消因子来降低粒子权值的方差,进而增加有效粒子数,以此取代标准FastSLAM中的重采样步骤.建立AUV的运动学模型、特征模型及传感器的测量模型,通过霍夫变换进行特征提取.利用方差缩减FastSLAM算法,基于海试数据进行了AUV同步定位与构图仿真试验,结果表明所提方法能够保证粒子的多样性,并且降低粒子的退化程度,提高了AUV定位与地图构建系统的准确性及稳定性.

英文摘要:

The FastSLAM algorithm based on variance reduction of particle weight was presented in order to solve the decrease of estimated accuracy of AUV(autonomous underwater vehicle),location due to particles degeneracy and the sample impoverishment as a result of resampling in standard FastSLAM.The variance of particle weight was decreased by generating an adaptive exponential fading factor,which came from the thought of cooling function in simulated annealing.The effective particle number was increased by application of FastSLAM based on simulated annealing variance reduction in navigation and localization of AUV.Resampling in standard FastSLAM was replaced with it.Establish the kinematic model of AUV,feature model and measurement models of sensors,and make feature extraction with Hough transform.The experiment of AUV's simultaneous localization and mapping using simulated annealing variance reduction FastSLAM was based on trial data.The results indicate that the method described in this paper maintains the diversity of the particles,however,weakens the degeneracy,while at the same time enhances the accuracy stability of AUV's navigation and localization system.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,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)
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