融合深度学习与粒子滤波的移动机器人重定位方法
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TP391 TH86

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上海市自然科学基金(18ZR1415100)、国家自然科学基金(61703262)项目资助


Mobile robot relocalization method fusing deep learning and particle filtering
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    摘要:

    为有效解决移动机器人重定位问题,提出一种融合深度学习和粒子滤波的机器人重定位方法。 首先,提出了 3 自由度 移动机器人重定位方法架构,主要包含重定位模型构建和机器人在线重定位两个递进阶段;其次,在 PoseNet 基础上提出并构 建了针对 3 自由度移动机器人的重定位网络模型 G_PoseNet,并将由 G_PoseNet 预测的位姿结果作为粒子滤波定位算法的初始 化状态,支撑后续重定位过程;然后,提出了一种基于数据模型的机器人绑架状态判定方法,以确定是否启动重定位过程;最后, 在公开数据集上与实际环境中做了大量实验验证了此方法,结果表明:G_PoseNet 模型能够保证一定的位置预测精度并提升了 姿态角预测精度,机器人重定位成功率达到 87% 。

    Abstract:

    In order to effectively solve the relocalization problem of mobile robot, a robot relocalization method fusing deep learning and particle filtering is proposed. Firstly, a 3-DOF mobile robot relocalization framework is proposed, which mainly includes two progressive stages: relocalization model construction and robot online relocalization. Secondly, a 3-DOF mobile robot relocalization network model, G_PoseNet, is proposed and constructed based on PoseNet. The pose result predicted by G_PoseNet is used as the initialization state of particle filter localization algorithm to support the subsequent relocalization process. Then, a data model based kidnapping state judging method is proposed to determine whether to start the relocalization process. Finally, a large number of experiments on public datasets and real environment were performed to verify the proposed method. The result shows that the G_PoseNet model can guarantee a certain degree of location prediction accuracy and improve the pose angle prediction accuracy, the success rate of robot relocalization achieves 87% .

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

杨傲雷,金宏宙,陈 灵,费敏锐.融合深度学习与粒子滤波的移动机器人重定位方法[J].仪器仪表学报,2021,(7):226-233

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  • 在线发布日期: 2023-06-28
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