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基于粒子濾波的欠驅動(dòng)移動(dòng)機器人多目標點(diǎn)跟蹤控制
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作者:
作者單位:

長(cháng)安大學(xué) 電子與控制工程學(xué)院

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基金項目:

國家自然科學(xué)基金資助項目(51909008,61803040),大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃基金資助項目(201910710059)。


Multiple Way-points Tracking Control with Particle Filter for Under-actuated Mobile Robot
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    摘要:

    針對欠驅動(dòng)移動(dòng)機器人的多目標點(diǎn)追蹤問(wèn)題,提出了一種基于粒子濾波的高精度跟蹤控制方法。具體地,在考慮移動(dòng)機器人采樣噪聲的情況下,首先利用粒子濾波對移動(dòng)機器人的位置信息進(jìn)行處理,得到精準可靠的移動(dòng)機器人狀態(tài)信息。在此基礎上,根據欠驅動(dòng)移動(dòng)機器人的運動(dòng)學(xué)模型以及目標點(diǎn)的分布狀況,設計基于反饋控制的多目標點(diǎn)跟蹤控制方法。相對于傳統的欠驅動(dòng)移動(dòng)機器人目標點(diǎn)跟蹤控制算法,改進(jìn)了該控制方法中增益參數的約束條件,有效避免了移動(dòng)機器人在接近目標點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的奇異現象,有效提高了移動(dòng)機器人對目標點(diǎn)的跟蹤精度。此外,分析了該目標點(diǎn)跟蹤控制系統的穩定性,并通過(guò)數值仿真驗證了所提方法的可行性與有效性。

    Abstract:

    In this paper,we consider the multi-target points tracking control problems of under-actuated mobile robot, which aiming at proposing a high-precision tracking control method based on particle filter. In order to filtering the measurement noise in the sampled position,a particle filter based algorithm is developed for the mobile robots. Then, a feedback control scheme for the under-actuated mobile robot is proposed to track the given targets. Comparing with traditional under-actuated robot target tracking control algorithm, the constraint conditions of parameters in the control method is provided to improve system tracking precision and effectively avoid the singular phenomenon. The stability of proposed target tracking control system is strictly analyzed. In final, the feasibility and effectiveness of proposed method is verified through numerical simulation.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

君萌萌,張敏,姜志偉,任鵬舟,左磊.基于粒子濾波的欠驅動(dòng)移動(dòng)機器人多目標點(diǎn)跟蹤控制計算機測量與控制[J].,2021,29(12):98-103.

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  • 收稿日期:2021-04-16
  • 最后修改日期:2021-05-21
  • 錄用日期:2021-05-26
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2021-12-24
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