DSmT信息融合技術(shù)及其在機(jī)器人地圖創(chuàng)建中的應(yīng)用.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息融合已成為當(dāng)前科學(xué)研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。由于其已在軍事和民用領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景，而備受國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者和專家關(guān)注。雖然目前已經(jīng)提出了許多關(guān)于信息融合的理論和方法，但現(xiàn)有的理論和方法往往具有一定的局限性，應(yīng)用范圍有限?；谛哦鹊娜诤戏椒ㄔ诓煌晟菩孕畔⒌牧慷群徒M合方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，特別是DSmT（Dezert-Smarandache Theory）融合理論的提出為信息融合技術(shù)開辟了一條新的途徑。本文以移動(dòng)機(jī)器人在

2、未知環(huán)境中的地圖創(chuàng)建為背景，對(duì)DSmT等基于信度理論的信息融合技術(shù)進(jìn)行研究。
　　 本文在對(duì)DST（Dempster-Shafer Theory）理論、DSmT 理論和中智理論進(jìn)行了介紹后，從定量信息融合和定性信息融合，等可靠信息融合和非等可靠信息融合等多個(gè)角度，對(duì)基于信度理論的多源信息融合技術(shù)進(jìn)行了分析，并將信度賦值理論與中智理論相結(jié)合，提出了定量中智信度和定性中智信度的表示方法以及組合規(guī)則，進(jìn)一步擴(kuò)展了信度賦值技術(shù)。

3、　　 針對(duì)目前機(jī)器人立體視覺信息處理的計(jì)算量較大，實(shí)時(shí)性較差的問題，本文提出一種快速的圖像特征點(diǎn)提取與匹配算法。該算法在金字塔尺度空間的各層圖像上提取規(guī)格化Laplacian 極值點(diǎn)作為特征點(diǎn)，并利用特征點(diǎn)周圍圖像區(qū)域中的彩色信息來計(jì)算特征向量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該算法的有效性。本文以算法提取的特征點(diǎn)為基礎(chǔ)來引導(dǎo)圖像中的邊緣線匹配，對(duì)匹配的特征點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，并通過三維重建獲取立體視覺中的深度信息，從而為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人地圖創(chuàng)建中視覺測(cè)量信息之間的

4、融合，以及視覺測(cè)量信息與聲納測(cè)量信息和激光測(cè)量信息的融合打下基礎(chǔ)。
　　 本文從同質(zhì)多源信息融合、異質(zhì)多源信息融合以及多源定性信息融合三個(gè)角度，對(duì)聲納、激光和視覺等傳感器進(jìn)行DSmT建模，運(yùn)用簡(jiǎn)化的DSmT 融合計(jì)算方法來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)非結(jié)構(gòu)化室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行二維和三維的柵格地圖創(chuàng)建。并通過與其它幾種融合算法下創(chuàng)建的地圖進(jìn)行比較，說明DSmT算法在不完善信息的處理和融合上具有一定的優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅證明了DSmT算法的有效性，還為

5、機(jī)器人導(dǎo)航和地圖創(chuàng)建研究提供了新的方法。此外，本文還提出了一種兩級(jí)的異質(zhì)信息融合結(jié)構(gòu)，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。
　　 為了更好地進(jìn)行地圖創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)，本文在Pioneer 2 移動(dòng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上安裝了雙目視覺系統(tǒng)來作為實(shí)物平臺(tái)，并基于VC++6.0和OpenGL 設(shè)計(jì)開發(fā)了一套關(guān)于機(jī)器人信息感知和融合的軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。雙層Client-Server控制結(jié)構(gòu)、模塊化的設(shè)計(jì)思想以及良好的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)使得這套軟件成為機(jī)器人實(shí)驗(yàn)中的有力工具