基于广义预测控制的移动机器人视觉导航

doi:10.3778/j.issn.1002-8331.2009.31.069

计算机工程与应用 ›› 2009, Vol. 45 ›› Issue (31): 230-232.DOI: 10.3778/j.issn.1002-8331.2009.31.069

基于广义预测控制的移动机器人视觉导航

傅瑶¹，张崇巍¹，鲍伟¹，徐玉华¹，汪木兰²

1.合肥工业大学电气学院自动化系，合肥 230009
2.南京工程学院先进数控技术江苏省高校重点实验室，南京 211167

收稿日期:2008-06-16 修回日期:2008-10-24 出版日期:2009-11-01 发布日期:2009-11-01
通讯作者: 傅瑶

Visual navigation of mobile robot based on generalized predictive control

FU Yao¹，ZHANG Chong-wei¹，BAO Wei¹，XU Yu-hua¹，WANG Mu-lan²

1.School of Electrical Engineering and Automation，Heifei University of Technology，Hefei 230009，China
2.Jiangsu Province College Key Laboratory of Advanced Numerical Control Technology，Nanjing Ins. of Tech.，Nanjing 211167，China

Received:2008-06-16 Revised:2008-10-24 Online:2009-11-01 Published:2009-11-01
Contact: FU Yao

摘要/Abstract

摘要： 研究了室内环境下移动机器人的视觉导航问题。由单目传感器获取场景图像，利用颜色信息提取路径，采用最小二乘法拟合路径参数，简化图像处理过程，提高了算法的实时性。通过消除相对参考路径的距离偏差和角度偏差来修正机器人的位姿状态，实现机器人对路径的跟踪。为消除机器视觉识别和传输的耗时，达到实时控制，采用改进的多变量广义预测控制方法预测下一时刻控制信号的变化量来修正系统滞后。仿真和实验结果证明了控制算法的可靠性。

关键词: 移动机器人, 视觉导航, 多变量GPC, 路径跟踪

Abstract: The visual navigation problem of mobile robot in indoor invironments is investigated.Firstly，scene image is obtained by monocular camera，then the image features are extracted by color information，at last the parameters of the path are calculated using the least squares method so that the image processsing is predigested and the real-time performance of the algorithm is enhanced.The pose of the robot is modified by eliminating the distance error and the angle error between the robot and the given path.To achieve real-time control and to eliminate the delay caused by machine vision identification and transmission，the improved generalized predictive control for multivariable system is adopted to predict the variety of control signal at the next period to modify the delay of the system.Simulation and experimental results demonstrate the validity of the proposed algorithm.

Key words: mobile robot, visual navigation, GPC for multivariable system, path following

中图分类号:

TP242.6

傅瑶¹，张崇巍¹，鲍伟¹，徐玉华¹，汪木兰². 基于广义预测控制的移动机器人视觉导航[J]. 计算机工程与应用, 2009, 45(31): 230-232.

FU Yao¹，ZHANG Chong-wei¹，BAO Wei¹，XU Yu-hua¹，WANG Mu-lan². Visual navigation of mobile robot based on generalized predictive control[J]. Computer Engineering and Applications, 2009, 45(31): 230-232.

[1]	王迪，李彩虹，郭娜，刘国名，高腾腾. 基于模糊势场法的移动机器人局部路径规划[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(6): 212-218.
[2]	蒋林，方东君，雷斌，李维刚. 单目视觉移动机器人导航算法研究现状及趋势[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(5): 1-9.
[3]	杨凌耀，张爱华，张洁，宋季强. 栅格地图环境下机器人速度势实时路径规划[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(24): 290-295.
[4]	张子然，黄卫华，陈阳，章政，李梓远. 基于双向搜索的改进蚁群路径规划算法[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(21): 270-277.
[5]	涂睿，王文格，卢成阳. 移动机器人实时采样路径重规划[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(20): 157-163.
[6]	王科银，石振，杨正才，杨亚会，王思山. 改进强化学习算法应用于移动机器人路径规划[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(18): 270-274.
[7]	李二超，齐款款. 改进双向蚁群算法的移动机器人路径规划[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(18): 281-288.
[8]	林韩熙，向丹，欧阳剑，兰晓东. 移动机器人路径规划算法的研究综述[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(18): 38-48.
[9]	华洪，张志安，施振稳，陈冠星. 动态环境下多重A*算法的机器人路径规划方法[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(10): 173-180.
[10]	郭娜，李彩虹，王迪，张宁，刘国名. 结合预测和模糊控制的移动机器人路径规划[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(8): 104-109.
[11]	石贞洪，江洪，于文浩，柳亚子，蒋潇杰，姜民. 适用于路径跟踪控制的自适应MPC算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(21): 266-271.
[12]	周睿慜，李辉. 改进动态规划算法的移动机器人路径规划[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(21): 20-24.
[13]	侯锐，卜旭辉. 任意初始位置机器人领航跟随型迭代学习编队[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(20): 226-231.
[14]	冯爱兰，杨腾，孔继利. 移动机器人履行系统的订单处理研究[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(20): 243-250.
[15]	高扬，刘江，李鹍鹏. 路径规划的可定位性研究[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(18): 58-62.

基于广义预测控制的移动机器人视觉导航

Visual navigation of mobile robot based on generalized predictive control

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics