浅议基于专家系统的数据融合技术及在机器人避障中的应用

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1、北方工业大学硕士学位论文基于专家系统的数据融合技术及在机器人避障中的应用姓名：咸宝金申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：许芬20080515北方工业人学硕士学位论文摘要多传感器数据融合MSDF(Multi．sensorDataFusion)广泛应用于军事指挥和决策、工业自动化控制、特种行业、地理环境监测以及导航等领域，是当前科学研究的热点。本文结合移动机器人避障，从理论和实践的角度对多传感器数据融合技术进行了深入的探讨，设计并实现了基于专家系统的融合方法，帮助机器人进行有效避障。论文工作主要包括以下四个方面：1．介绍了多传感器数据融合技术国内外发展的历史和研究现

2、状，以及数据融合层次和结构模型。介绍了几种通用的数据融合方法，Bayes理论、D—S证据理论、模糊逻辑、小波变换等。从基本原理出发，重点阐述这些方法在数据融合中的应用形式和结构。2．研究专家系统ES(ExpertSystem)的基本概念，简要总结专家系统的发展状况，研究方向，阐述产生式系统和产生式规则，从实践高度把专家系统应用到数据融合中。3．智能移动机器人的体系结构，解释了各个模块的原理和功能，重点阐述传感器系统，驱动控制系统，附带介绍了电机控制和码盘电路。论述超声，红外(长红外和短红外)在机器人外围的分布，数据采集原理，通过实验得出传感器探测距离和角度，为专家系统推理规则的设

3、计提供依据。4．专家系统数据融合算法在机器人避障中的应用，机器人避障是多传感器数据融合与移动机器人研究领域难以回避的话题，对于机器人实现功能非常重要，本文给出了机器人避障的程序流程和软件结构框架，采用数据级融合层次和集中式融合结构，设计两级规则库实现专家系统的推理，实现机器人安全，有效，无碰撞的避障。关键词：多传感器数据融合，移动机器人，专家系统．产生式规则．1．北方下业大学硕士学位论文AResearchofES--basedMulti--sensorDataFusionTechnologyanditsApplicationonMobile-robotObstacleAvoida

4、nceAbstractThetechnologyofMSDF(multi—sensordatafusion)arewidelyappliedinmilitarycommanding,decisionsupport，industrialautomationcontrol，specialequipment,geographicalenvironmentmonitoringandnavigation．Ithasbeenapopulartopicinrecentdecades．Inthisarticle．theauthorhascarriedonastudyofMSDFtechnolog

5、yinboththeoryandpractice．AnexpertsystembasedMSDFapproachisproposedanddevelopedtosolvetheobstacleavoidanceproblemofmobilerobots．Themaincontentofthearticleisshownasthefollowing：1．IntroducedthedevelopmenthistoryofMSDF，andseveralmainstreamdatafusiontechnology，includingBayestheory，D—Sevidencetheor

6、y，fuzzylogictheory，smallwavevary，etc．2．StudiedthebasicconceptofES(ExpertSystem)，summarizedthedevelopmenthistoryanddirectionsofESresearch，therelevantknowledgeofrule-basedexpertsystemandproductionrules．3．Introducedthesystemstructureofthemobilerobotplatform，thesensorsystemandthedistributionofref

7、lectivesensorsontherobot．Obstacleavoidanceproblemwiththemobilerobotisanalyzed．．4．AnES-basedsensorfusionapproachfortheproblemofobstacleavoidanceispresented．Detailedproceduresandrulebasethataredesignedforobstacleavoidancewiththemobilerobotarein