基于卡尔曼滤波的仿真机器人定位方法.pdf

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1、第30卷第12期计算机仿真2013年12月文章编号：1006—9348(2013)12一0317一04基于卡尔曼滤波的仿真机器人定位方法张青‘，李龙澍1，刘跃2(1．安徽大学计算机科学与技术学院，安徽合肥230601；2．合肥市公安局网络安全保卫支队，安徽合肥230001)摘要：机器人准确定位问题是Robocup3D仿真比赛中的一个关键部分。由于视觉信息存在误差，所以能否准确定位，直接关系到机器人能否准确快速地完成任务。采用Rob0Cup3D仿真平台进行比赛，已从当最初的3V3发展为1lVll，无论是球队的进攻配合还是防守站位都必不可少。采用的

2、策略都基于机器人在球场上的位置，使得机器人的定位问题显得尤为重要。为此提出一种改进预测模型的卡尔曼滤波定位方法，通过对机器人位置预测模型的改进，提高卡尔曼滤波的收敛性。在3D仿真平台上测试，定位效果有了明显的提升。关键词：机器人足球仿真；定位；位置预测；卡尔曼滤波中图分类号：TP242文献标识码：BSimIllationRobotLocationMethodBasedOnKahnanFilterLILong—shul，ZHANGQin91，LIUYue2(1．School0fComputerscienceandEn西neering，AllIlu

3、iUIlivers畸，HefeiAIIllui23060l，Clli咖；2．CyberSecurityDepanment，HefeiPubljcSec埘tyBureau，HefeiAIl}lui230001，China)ABSTRACT：Accurate10calizationofmbotisakeypart0fRoboCup3Dsimlllationg帅e．InconsequenceofVisualinfomati帆e玎Ⅺr，theaccumtelocalizationdirecdy甜fectswhether出erobotcallcomple

4、tetlletaskquicl【1y锄daccu-rately．WiththeR0boCup3Dsimulationpla怕m，whichhasbeendeveloped舶m3vs3to11vs11，boththeattackc伽础nation粕dtlledefensepositionareessentialintlleg锄e．Thesestrate百esa工ebasedonthepositionoftherobotontllecoun，whichmakestllelocationpaniculaIlyimportaJlt．Consequend

5、y，animprovedpredictionII瑚e1KalmallfilterIIletlIodwasproposedt0getabetterconvergencebyimpmvingtllepredictionmodel0ftherobotposition．Thee)【perimemalresllltonsimulationplad．oHnshowstllattlle10cationcanbeobviouslyimproved．1【】皤WoRDS：R0boCup3D；LJ0calization；Positionprediction；Kalm

6、aIl{ilter1引言近年来，多智能体系统(MIdti—agentSystem，MAs)的理论和应用研究已经成为人工智能的一个主要领域。机器人世界杯足球锦标赛(Robotworldcup，Robocup)正是在此条件下产生。Robocup比赛主要分为仿真和实体两个项目¨J，其中Robocup3D仿真比赛用软件模拟现实世界的足球比赛。由于无需考虑实际条件中复杂的硬件，避免了硬件的限制，专注于对多智能体的合作和对抗问题的研究。因此，近年来国内外很多研究团体都加入进来，以此作为研究多Agent智基金项目：安徽省自然科学基金(090412054)；安

7、徽高等学校省级自然科学基金：(目20112020)收稿日期：2013—03—11能体协作研究的一个交流平台H“J。Robocup3D仿真中机器人通过头部的摄像头获得视觉信息，再根据自身与球场上标杆相对位置来进行自定位"j。主要方法有一个标杆定位法、两个标杆定位法、多个标杆定位。不论哪种定位方法，视觉信息值的误差对定位结果影响很大。本文提出一种改进的卡尔曼滤波的方法来提高视觉信息的精确度，进而进行定位，在Robocup3D仿真平台实验结果验证了该方法的有效性。2机器人定位原理2．1机器人视觉模型在Robocup3D仿真比赛中，机器人从服务器获得视

8、觉信息。机器人头部的摄像头采用了局部视觉，即在水平和铅直方向上可视范围都被限制为(一60。，60。)。对于每个可视的物体机器人从服务器接收到的视觉信息