| 室内环境下基于图像序列拓扑关系的移动机器人全局定位 |
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| 引用本文： | 董星亮,苑晶,张雪波,黄亚楼.室内环境下基于图像序列拓扑关系的移动机器人全局定位[J].机器人,2019,41(1):83-94,103. |
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| 作者姓名： | 董星亮 苑晶 张雪波 黄亚楼 |
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| 作者单位： | 南开大学计算机与控制工程学院,天津,300071;南开大学软件学院,天津,300071 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金;天津市自然科学基金;天津市自然科学基金 |
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| 摘 要： | 针对室内环境结构相似的特点,提出一种基于图像序列拓扑关系的移动机器人全局定位算法.首先,提取图像的Gist描述子,并提出一种局部极值算法,将环境划分成若干组不同的图像序列.然后,使用ESN(echo state network)对每一组图像序列在时间上进行双序训练,提取鲁棒的图像序列特征,再利用空间上的双向匹配策略实现图像序列特征的匹配.最后,采用HMM(hidden Markov model)对图像序列间的拓扑关系进行建模,将移动机器人全局定位问题转化成有向无环图中最长路径求解问题,并通过实验对该图像序列划分和序列建模方法进行验证.与基于单帧图像匹配的算法、SeqSLAM算法以及Fast-SeqSLAM算法相比,该算法在室内走廊环境和办公环境中均可实现100%的定位.特别是在室内办公环境中,机器人仅需要运动0.80 m便可以对自身进行准确定位.实验结果表明,该算法具有较强的鲁棒性、较高的定位准确性和定位效率.
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| 关 键 词： | 移动机器人 室内定位 图像序列 隐马尔可夫模型 |
Mobile Robot Global Localization Based on Topological Relationship between Image Sequences in Indoor Environments |
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| DONG Xingliang,YUAN Jing,ZHANG Xuebo,HUANG Yalou.Mobile Robot Global Localization Based on Topological Relationship between Image Sequences in Indoor Environments[J].Robot,2019,41(1):83-94,103. |
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| Authors: | DONG Xingliang YUAN Jing ZHANG Xuebo HUANG Yalou |
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| Affiliation: | (College of Computer and Control Engineering,Nankai University,Tianjin 300071,China;College of Software,Nankai University,Tianjin 300071,China) |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | mobile robot indoor location image sequence hidden Markov model |
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