文档介绍：摘要
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摘要
目标跟踪是移动机器人的研究热点之一。本文对未知环境下运动目标跟踪
进行了深入研究和实验验证。整个系统采用基于行为的移动机器人目标跟踪控
制策略,将运动目标跟踪分为避障行为、寻找行为和跟踪行为。
在避障行为中,首先建立了移动机器人的运动学模型,通过对移动机器人
的研究,提出了基于强化学习的移动机器人控制策略,把学习算法和神经
网络相结合,采用人工势场法来确定强化函数值,进而实现移动机器人在不确
定环境下的避障任务。同时在底层电机控制方面,通过读取编码器数值,采用
控制方法实现车轮速度闭环控制。
在目标寻找行为模块中,采用了适合本课题实时性要求的图像预处理方法
和目标识别算法。为了能够实现快速寻找目标,采用了摄像机漫游和机器人车
体相协调的控制方式,并对摄像头的运动进行了规划。
在目标跟踪行为中,本文利用扩展卡尔曼滤波预测目标运动参数,从而实
现了跟踪更准确,控制更平滑。同时推导了图像上目标位置变化与云台控制摄
像机转角之间的关系,转动云台,保证物体位于摄像机的视野范围之内。
整个系统采用什集成开发环境,编程实现各模块功能。实验结
果说明机器人能完成任务要求,在满足实时性的前提下,能够实现避障、准确
识别并跟踪目标。
关键词移动机器人,目标跟踪,强化学习,视觉导航,扩展卡尔曼滤波
东北电力大学硕学位论文

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论文作者签名日期
导师签名日期
第奄绪论
第章绪论
引言
机器人技术的发展是一个和工业自动化程度的重要标志和
体现川。机器人在当前生产生活中的应用越来越广泛,正在替代人发挥着日益重
要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、
人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,集成了多学科的发展成果,代
表高技术的发展前沿,是当前科技研究的热点方向。
移动机器人是机器人学中的一个重要分支,其研究始于世纪年代末
期,斯坦福研究院的和等人,在年至
年中研制出取名,的自主移动机器人二二,
。目的是研究应用人工智能技术,在复杂环境下机器人系统的自主推理、
规划和控制。世纪年代末,随着计算机的应用和传感器技术的发展,移动
机器人研究又出现了新的高潮,特别是自世纪年代后期,许多国家有计
划地开展了移动机器人枷技术的研究如美国的人工智
能中心在年首次进行了移动机器人越野实验,大学的室内移动
机器人能在立体制导系统引导下慢速步行,中国科学院沈阳自动化研究所气
清华大学智能与系统实验室〔幻、北京航空航天大学、河北工业大学〔田等科研院
所较早地开展了对移动机器人的研究,现在以移动机器人作为载体开发的特种
机器人种类繁多,如农业中使用的自主行走拖拉机咐,智能轮椅叫,核工业中的
废料运输机器人叫,服务机器人阴,高速公路中的自动驾驶车等等。目前,
移动机器人己向实用化、系列化发展,中科院沈阳自动化研究所已完成了系列
自主车肋,简称的开发“们。
目前,随着传感技术、计算机科学、人工智能及其