未知环境中移动机器人探索式路径规划方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61503043
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

In unknown environments, reaching the destination in an optimal way is a practical problem confronting mobile robot. Path planning is the core issue of searching optimal path, while getting required environment information is the critical problem of path planning. So, an optimal path in unknown environment should consider more factors than it needs in known one, such as the influence of mapping, localization, and the environmental exploration task should be covered as well. .By considering the influence among path, mapping and localization at the same time, an evaluating model based on entropy is first proposed in this project. With the study of the distribution law of path, an evaluating model for the unknown part of the environment will be established, which would be segmented according to some key characters recognized from the environmental map. So, the evaluating model of the optimal path can then be established based on the two models. .Then, the global optimal path is treated as a changing state variable which is affected by the motion of the robot, the localization of the robot and the map of the environment. The path planning is also transferred to an estimating problem. For this new problem, an exploratory path planning method based on particle filter would be put forward. Finally, the environmental exploration could be guided by the path planning result, and the path planning could be carried out based on the result of exploration..Generally, this project proposed a new approach to improve the performance of mobile robot in unknown environment and it will advance relevant research of mobile robot greatly.
未知环境中,如何以最优方式到达目标是移动机器人面临的现实问题。路径规划是解决该问题的核心,而获取足够的环境信息则是进行有效路径规划的关键。因此,未知环境中的最优路径应综合考虑定位、绘图的影响,考虑探索环境地图未知部分的需求。.本项目首先研究路径与定位、绘图间的影响机理,建立基于熵的定位、绘图影响评价模型,探索路径分布规律,基于环境特征建立对地图未知部分的分区评价模型,从而形成对最优路径的评价模型,解决未知环境中最优路径的评价标准问题。其次,将未知环境中最优路径视为受地图、定位、运动影响而变化的状态量,基于粒子滤波提出一种探索式路径规划方法,将路径规划问题转化为对状态的最优估计问题,从而以路径规划指导环境探索,并反馈支持路径规划,从而解决未知环境中难以获取足够环境信息的问题。.项目成果将为解决未知环境中移动机器人导航问题提供一种新思路,并为相关领域研究提供有益参考。

结项摘要

未知环境中,如何以最优方式到达目标是移动机器人面临的现实问题。路径规划是解决该问题的核心,获取足够的环境信息则是进行有效路径规划的关键。因此,未知环境中的最优路径应综合考虑定位、绘图的影响,考虑探索环境地图未知部分的需求。. 项目首先研究路径与定位、绘图间的影响机理,建立基于深度学习的可定位性评估方法,建立绘图影响评价模型,探索路径分布规律,基于环境特征建立对地图未知部分的分区评价模型。研究定位误差对路径的影响机理,形成对最优路径的新的评价模型,解决未知环境中最优路径的评价标准问题。其次,将未知环境中最优路径视为受地图、定位、运动影响而变化的状态量,基于粒子滤波提出一种探索式路径规划方法,将路径规划问题转化为对状态的最优估计问题,从而以路径规划指导环境探索,并反馈支持路径规划,从而解决未知环境中难以获取足够环境信息的问题。. 项目成果将为解决未知环境中移动机器人导航问题提供一种新思路,并为相关领域研究提供有益参考。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(3)
A Hybrid Path Planning Algorithm for Mobile Robot Based on Sliding Sub Target
基于滑动子目标的移动机器人混合路径规划算法
  • DOI:
    10.21311/002.31.8.23
  • 发表时间:
    2016-12
  • 期刊:
    Revista de la Facultad de Ingeniería
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高扬;张冬忠;刘煜;王来军
  • 通讯作者:
    王来军
Path planning under localization uncertainty
定位不确定性下的路径规划
  • DOI:
    10.3166/jesa.50.435-448
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Journal Européen des Systèmes Automatisés
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高扬;许豪;胡美其;刘江;刘佳浩
  • 通讯作者:
    刘佳浩
an obstacle slope recognition algorithm based on the range finder with different diffusion angle
一种基于不同扩散角测距仪的障碍物坡度识别算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of the Balkan Tribological Association
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高扬;张冬忠;吴 学易;刘煜;王来军
  • 通讯作者:
    王来军
A Rapid Recognition of Impassable Terrain for Mobile Robots with Low Cost Range Finder Based on Hypotheses Testing Theory
基于假设检验理论的低成本测距移动机器人不可通行地形快速识别
  • DOI:
    10.15837/ijccc.2017.6.2981
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF COMPUTERS COMMUNICATIONS & CONTROL
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    高扬;吴学易;刘煜;李健明;刘佳浩
  • 通讯作者:
    刘佳浩

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其他文献

交直流混合电网的多智能体自律分散控制
  • DOI:
    10.13335/j.1000-3673.pst.2016.2552
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电网技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高扬;艾芊;郝然;张昭丞;Muhammad Yousif
  • 通讯作者:
    Muhammad Yousif
柔性多端直流的智能分布调控
  • DOI:
    10.16081/j.issn.1006-6047.2017.11.019
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电力自动化设备
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高扬;艾芊;刁晓伟;高波
  • 通讯作者:
    高波
脱墨浆线浆料中胶黏物成分分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华纸业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张凤山;李立波;李超;高扬;秦梦华;李忠正
  • 通讯作者:
    李忠正
长距离和多模接入网络中低密度奇偶校验-正交频分复用的性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高扬;陈林;余建军
  • 通讯作者:
    余建军
The Flutter of Rocket Nozzles in Supersonic Air Flow
火箭喷管在超音速气流中的颤动
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Multidiscipline Modeling in Materials and Structures
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    张蕊丽;杨智春;高扬
  • 通讯作者:
    高扬

其他文献

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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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