快速原型平臺(tái)設(shè)計(jì)及其在多傳感器數(shù)據(jù)融合中的應(yīng)用.pdf

1、快速原型設(shè)計(jì)是一種新出現(xiàn)的工程設(shè)計(jì)方法,其能夠克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程所固有的諸多問(wèn)題,并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車制造等領(lǐng)域。本文旨在設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)快速原型設(shè)計(jì)方法的嵌入式平臺(tái),并將其應(yīng)用于以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人自主避障為背景的多傳感器數(shù)據(jù)融合領(lǐng)域。
　　 分析快速原型設(shè)計(jì)方法相比較于傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法的優(yōu)勢(shì),并結(jié)合MATLAB的RTW組件分析其中最關(guān)鍵的代碼自生成技術(shù)的主要功能和特點(diǎn)。開(kāi)發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)快速原型設(shè)計(jì)方法的嵌入式DSP目標(biāo)平臺(tái)

2、;設(shè)計(jì)移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的相關(guān)硬件和軟件,并針對(duì)兩個(gè)平臺(tái)間的通信接口和所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容制定相關(guān)的通信協(xié)議。
　　 劃分移動(dòng)機(jī)器人的避障區(qū)域,建立移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型,設(shè)計(jì)具有兩級(jí)融合結(jié)構(gòu)的移動(dòng)機(jī)器人自主避障算法。其中,第一級(jí)融合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于量測(cè)融合方式的卡爾曼濾波算法用以提升相關(guān)傳感器的測(cè)量性能,并利用規(guī)則產(chǎn)生式的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物目標(biāo)特征的提取。第二級(jí)融合結(jié)構(gòu)則通過(guò)建立基于專家系統(tǒng)的決策推理規(guī)則庫(kù),根據(jù)所提取的障礙物目標(biāo)特征通過(guò)查詢

3、相應(yīng)的規(guī)則庫(kù),實(shí)現(xiàn)最終的決策級(jí)融合,并生成相應(yīng)的控制指令。
　　 根據(jù)所設(shè)計(jì)的兩級(jí)自主避障算法,在MATLAB的Simulink和Stateflow下建立移動(dòng)機(jī)器人自主避障算法模型,研究基于量測(cè)融合方式的卡爾曼濾波算法的融合效果,并對(duì)其它相關(guān)模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真測(cè)試量測(cè)方式卡爾曼濾波融合算法的融合效果,并對(duì)測(cè)量噪聲方差R對(duì)融合算法收斂速度和濾波性能的影響進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),最后對(duì)整個(gè)避障算法模型進(jìn)行仿真。
　　 在進(jìn)行算法仿