一种基于模糊逻辑的同步定位与地图创建数据关联方法技术

本发明专利技术提出一种基于模糊逻辑的同步定位与地图创建数据关联方法，涉及自主机器人技术领域。该方法在机器人获得传感器对环境特征的观测值时，首先获取特征观测和特征估计误差椭圆，得到两个误差椭圆圆心距离的归一化新息以及两个误差椭圆的重叠比例；然后将归一化新息和重叠比例以及关联变量进行模糊化，建立模糊推理机制，将模糊化的归一化新息和重叠比例作为输入，模糊化的关联变量作为输出，并构造模糊规则；最后对模糊化的输出进行逆模糊化处理，得到单一数值的关联变量，执行地图特征管理，剔除虚假特征和虚假观测。本发明专利技术方法具有更好的抗干扰能力和鲁棒性，加快了观测值和特征的关联，且容易实现，计算量小，适合于特征密集的环境。

A method of data association based on fuzzy logic for simultaneous location and map creation

The invention provides a data association method of synchronous positioning and map creation based on fuzzy logic, which relates to the field of autonomous robot technology. The method to obtain the observed sensor values in the environmental characteristics of the robot, first obtain characteristic observation and feature estimation error ellipse, two error ellipse center distance normalized innovation and overlap ratio of the two error ellipse; then the normalized innovation and overlap ratio of cases and related variables are fuzzy, a fuzzy inference mechanism, fuzzy normalized innovation and overlap ratio as input variables of the fuzzy relation as output, and construct the fuzzy rules; finally the output of fuzzy defuzzification processing, single variable correlation values, the implementation map feature management, eliminate the false and false feature observation. The method of the invention has better anti-interference ability and robustness, speeds up the association between the observation value and the features, and is easy to implement, and has small computation amount and is suitable for the environment with feature density.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自主机器人
，特别涉及一种基于模糊逻辑的同步定位与地图 创建(Simultaneous Localization and Mapping，简称 SLAM)数据关联方法。
技术介绍
移动机器人的定位问题是确定机器人在各时刻相对于工作环境的相对位置和方 位，定位是保证机器人自主导航的关键。对于已知环境中的机器人自主定位与已知机器人 位置的地图创建已经有了一些实用的解决方法，然而在很多环境中机器人不能利用全局定 位系统进行定位，而且事先获取机器人工作环境的地图很困难，甚至是不可能的。机器人环 境建图问题通常都与机器人定位问题相关，可以分为机器人定位已知的环境建图问题和机 器人定位未知的环境建图问题。机器人定位已知的建图问题相对比较简单，研究者进行了 广泛的研究并提出了多种有效的解决方法。但是当机器人无法从外部获得定位信息时例如 通过GPS、射频信标等，问题变得更加复杂，出现了许多新的特征。此时要求机器人从一个未 知的位置出发，在不断运动的过程中利用自身携带的传感器对环境的感知递增地建立环境 的导航地图，同时利用已建立的地图同步刷新自己的定位，从而全面地回答“我在哪里？本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于模糊逻辑的同步定位与地图创建的数据关联方法，其特征在于，该数据关联方法针对特征密集环境，当机器人在ｋ时刻获得传感器对环境特征的观测值时，需要通过以下步骤对观测量值和地图中的特征进行关联；步骤１：根据特征观测和特征估计的误差协方差矩阵，分别确定所对应的２．４５－ｓｉｇｍａ误差椭圆，得到两个误差椭圆：特征观测误差椭圆和特征估计误差椭圆；步骤２：对两个误差椭圆圆心的距离进行归一化处理得到归一化新息；步骤３：确定两个误差椭圆的重叠区域分别在两个误差椭圆中所占的面积比例，得到两个误差椭圆的重叠比例；步骤４：确定输入输出模糊集合的隶属度函数，对输入变量和输出变量进行模糊化；所述的输入变量为步骤...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜航原，赵玉新，李刚，张振兴，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93