基于Xtion的輪式機(jī)器人位姿估計(jì)與跟蹤控制.pdf

1、多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)可以有效地解決單個(gè)機(jī)器人無法完成的工作。比起單機(jī)器人多機(jī)器人系統(tǒng)具有天然的優(yōu)勢：強(qiáng)魯棒性、強(qiáng)適應(yīng)性、合理分布、高效協(xié)作、高性能等。研究多機(jī)器人系統(tǒng)，主要包括識別定位、信息融合、通信機(jī)制、任務(wù)分工、跟蹤控制等方面。識別定位是多機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)，跟蹤控制是研究該系統(tǒng)的一個(gè)熱點(diǎn)方向。本文分別研究了多目標(biāo)位姿識別和軌跡跟蹤控制，在實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)位姿識別的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了軌跡跟蹤控制。從多智能體理論的角度出發(fā)，智能體感知能力、執(zhí)行能

2、力不同，在任務(wù)的承擔(dān)上就具有差異性，文本在多目標(biāo)位姿識別系統(tǒng)中將機(jī)器人分為觀測機(jī)器人與被觀測目標(biāo)，在軌跡跟蹤系統(tǒng)中將機(jī)器人分為領(lǐng)航者與跟隨者。
　　本文基于Xtion攝像機(jī)提出了一種多移動(dòng)機(jī)器人相對位姿估計(jì)的方法，該方法以觀測機(jī)器人為中心估計(jì)輪式移動(dòng)機(jī)器人四自由度相對位姿，改進(jìn)了全局傳感器依賴環(huán)境的劣勢，所用機(jī)載傳感器成本低廉，設(shè)計(jì)的彩色靶標(biāo)具有較強(qiáng)魯棒性，方法整體簡單有效。首先通過設(shè)計(jì)靶標(biāo)增加了顯著性的目標(biāo)特征，之后使用機(jī)載安裝

3、的攝像頭避免了環(huán)境依賴，然后利用非接觸、效率高的計(jì)算機(jī)視覺的方法完成目標(biāo)識別和定位，最后利用透視變換完成姿態(tài)估計(jì)并發(fā)布可視化信息。
　　在識別輪式機(jī)器人的基礎(chǔ)上，本文基于無線通信提出了一種輪式機(jī)器人軌跡跟蹤策略，該策略允許跟隨者缺失環(huán)境感知型傳感器，利用通信機(jī)制保證跟隨者完成軌跡跟蹤任務(wù)。軌跡跟蹤策略使用服務(wù)端-客戶端模型，基于TCP/IP協(xié)議通信，領(lǐng)航者客戶端結(jié)合里程計(jì)信息實(shí)時(shí)對路徑特征采集、傳遞，跟隨者服務(wù)端完成數(shù)據(jù)的接收、篩