基于行为的移动机器人目标跟踪控制

《基于行为的移动机器人目标跟踪控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、摘要巨口旦口口旦旦旦里豆旦里里旦口旦亘口口巴目粤旦组旦旦旦旦口口旦口旦巴口理里旦鱼旦口组旦旦旦旦口组旦旦旦互旦旦旦旦旦旦旦旦口口旦互旦旦口旦旦巨旦照典典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Q学习算法和BP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

2、时在底层电机控制方面，通过读取编码器数值，采用PID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Visua1C什6.0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

3、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AbstractF0rmobilerobot，movingtargCtStrackingis皿eofthehotestresearches运theworld.T五ispaperdoesalotofworkdseplyindetai{about】OCatingandtrack吨mOv访gobjeCt如dertheuulmo仇叭envlro钊mentT七esys妞misba￡edonbehaviorcontrol朋dco”IPrls

4、esthreebasicpartssuchasobs伽肠avoid胡ce，切rgetsearchingandtargettrackillghtheobstacleavoldanceblock，afterderivedthemofionolodeloftherobotand阳alyZedrobotco川roltechnologyinde切11，俪con仕015廿a抚幻。fmobilerobotb留。donrOnforcem以lear川119认propos记运比isPaPer.BPneu份Ine细orkisc呱b加ed协Qle田刀访galgoriUlmThevalu

5、eof邝Inforcement丘1llCti叨15咖伪曲edby剐rtificialPOtentialfield.TheObstacleavoidanceisrealizedthougb加的。ve一entionedmethedFurtheno邝，incontroll吨d对vermotor，thisPaPerusesPlDmethodto。佣灯。lwheelsPedbyreadingcounter.ThisPaper团叩妇the恤agePreprocessmgmethods胡d砚argetidenti6caliontomeettheactUait如edemandh

6、山e扭rgetsearchlngbehavior.horderto拍Pldlysearcbingtarget，thesystemharlnoni阳stherobotcontr0lwiththecaIneraroa幻。.Atthesamet谕e，thecameramovementis曲a】yzedandplaDledindetail.Intheobj峨trackingbehavior，for份Preciselytracking助dmoreslnoothly加”trol，anExtendedKa!m皿Finer(EKF)suitabloforrobotsys妞mis

7、const栩c加din由isPaPer;meanwhile也erelati皿be七即咖targetP0sitons比ang吨in如agewithcamera、containedangleisderiv亡dto即suretheobjeotinthenlngeofc吻era’sslghtThissystem恤PI翻e”tsthemodule丘切ction朋赫巧sualC十+integrateddevel叩伪vironmenLT七eexPerilll阳重res。冶provePrec，，lyinobs姗兄avoldance，targe恤identification曲dt

8、盯gettracking