项目名称: 空地机器人网络的同时视觉目标定位与分布式运动规划

项目编号: No.61503118

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 自动化学科

项目作者: 邢关生

作者单位: 青岛科技大学

项目金额: 22万元

中文摘要: 项目面向空地机器人网络的视觉目标定位问题,研究同时的协同估计和运动规划方法,应对机器人运动能力和非线性非高斯目标为分布式定位策略设计提出的巨大挑战。工作包括:1)研究图像平面内融合ORB特征匹配和Camshift的运动目标快速检测方法,提高机器人视觉测量可靠性;2)研究具有平均一致性融合机制的分布式非线性滤波方法,在仅可局部邻居间通信的情况下,解决针对非线性非高斯运动目标的协同估计问题;3)以降低未来目标估计值的不确定性为目标,建立基于互信息的分布式非线性模型预测运动规划方法框架。创新之处在于提出有限时间一致分布式无迹粒子滤波方法,并通过信息论工具与分布式模型预测控制集成用于主动目标定位,应对了地面机器人的非完整约束和飞行机器人的欠驱动特点。研究成果具有重要科学意义和广泛的应用前景,为机器人网络系统设计与分析提供理论依据,加速空地协同机器人网络在安防、环境监视和搜索救援中的实用化进程。

中文关键词: 多机器人系统;空地协调;目标定位;分布式估计;协调控制

英文摘要: This proposal is focused on the research of simultaneous cooperative estimation and motion planning methods for active target localization problem of air-ground robotic networks to deal with the great challenges brought by motion constraints of robots and the property of nonlinear and non-Gaussian target to the design of distributed target localization strategies. The research work includes three parts.1) The fast detection method of moving targets will be discussed based on Camshift algorithm with ORB feature matching integrated to improve the performance of robotic visual measurements. 2)A new distributed nonlinear filtering method with average consensus-based fusion mechanism will be investigated to deal with the cooperative state estimation for nonlinear and non-Gaussian target under the condition that communications in the network only occur among local neighbors. 3) To reduce the uncertainty in future target state estimation, a distributed nonlinear model predictive motion planning framework will be proposed on the basis of mutual information. The creative contribution is that a finite-time-consensus-based distributed unscented particle filtering method will be proposed and its combination with distributed model predictive control method by using tools in information theory provides a solution to active target localization problem while the nonholonomic constraints of ground robots and underactuation of flying robots are considered. This research work has significant scientific insight and engineering value. The results will provide theoretical supports to the control system design and analysis of robotic networks, speed up the application of air-ground cooperative robotic networks in the field of security, environment monitoring and search and rescue.

英文关键词: multi-robot system;air-ground coordination;target localization;distributed estimation;coordinated control

成为VIP会员查看完整内容
1

相关内容

基于 5G 通信技术的无人机立体覆盖网络白皮书
专知会员服务
51+阅读 · 2022年3月20日
Kyoto大学Toshiyuki:快速复杂控制系统的实时优化,133页ppt
专知会员服务
18+阅读 · 2021年10月9日
【硬核书】机器人网络分布式控制
专知会员服务
65+阅读 · 2021年7月25日
【NeurIPS 2020】一种端到端全自由度抓取姿态估计网络简介
专知会员服务
19+阅读 · 2020年10月18日
【CMU博士论文】机器人深度强化学习,128页pdf
专知会员服务
123+阅读 · 2020年8月27日
【泡泡图灵智库】协同视觉-惯性SLAM
泡泡机器人SLAM
28+阅读 · 2019年9月6日
【泡泡一分钟】变化环境下激光地图辅助视觉惯性定位
泡泡机器人SLAM
15+阅读 · 2019年5月22日
无人机集群对抗研究的关键问题
无人机
49+阅读 · 2018年9月16日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
Object Detection in 20 Years: A Survey
Arxiv
48+阅读 · 2019年5月13日
Deep Reinforcement Learning: An Overview
Arxiv
17+阅读 · 2018年11月26日
Arxiv
11+阅读 · 2018年5月21日
小贴士
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
10+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员