仿人足球机器人电子罗盘自定位技术研究-论文.pdf

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1、第7期机械设计与制造2014年7月MachineryDesign&Manufacture17l仿人足球机器人电子罗盘自定位技术研究毕俊熹，娄小平，祝连庆，张继文(1．北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室，北京100192；2．清华大学精密仪器与机械学系，北京100084)摘要：在RoboCup仿人足球机器人比赛中，实现机器人自身在球场中的自定位是一项最基本的功能。主要介绍了基于贝叶斯估计的蒙特卡洛粒子滤波算法，说明了仿人足球机器人的运动模型和视觉模型。与传统的只采用视觉传感器数据相比，该方

2、法将电子罗盘信息融合入观测模型并使用融合后的数据更新粒子权重，使机器人在场地中能够准确的定位出自身身体朝向，从而克服了在缺少定位柱和球门柱颜色信息的条件下机器人无法辨别双方球门的问题。实验结果证明了该方法的有效性。关键词：蒙特卡洛粒子滤波；仿人足球机器人；电子罗盘：RoboCup中图分类号：TH16；TH39；TP212文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)07—0171—04TheSelf-LocalizationofHumanoidSoccerRobotBasedonDigit

3、alCompassInformationFusionBIJun-xi，LOUXiao-ping，ZHULian-qing，ZHANGJi-wen(1．BeijingKeyLaboratoryforOpto--electronicMeasurementTechnology，BeijingInformationScience＆TechnologyUniversity。Beijing100192，China；2．DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology

4、，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：OnRoboCupfield，themobilerobotlocalizationisabasictaskofrobots，alsoaresearchtopicofconcern．MainlyintroducedtheeofMonteCarlolocalizationalgorithm,intheRoboCuphumanoidleague．Andbeingdiferentfromthetraditio

5、nalsinglevisionsensormodel，thismethodincorporatedthedigitalcompassdatawithobservationmodelamlupdatingparticlesweightwithfuseddata，thtL~，improvingtheaccuracyofrobotself-locationandovercomingtheproblemofindistinguishablefromthetwowithoutthelandmarkpoles

6、anditcoloredbothsidesgoalyellow．Expelimentalresuhsvalidatedtheproposedmethod．KeyWords：onteCarloLocalization；HumanoidRobotSoccer；DigitalCompass；RoboCup求越来越高，比赛的难度也随之提升。文献口在最初的粒子滤波基1引言础上，借助环境中的陆标，视觉中的颜色信息和里程计的数据，以世界机器人足球赛为机器人研究领域提出了一个标准问算法的手段解决场中机器人的自定位

7、，并且在比赛中取得了不错题，并逐渐成为人工智能学和机器人学的研究热点。在足球机器的效果。但是该方法已经不适用于最新的RoboCup比赛规则；文人的各种相关问题中，机器人的自定位是其巾最基本的技术之献12]提出了包含电子罗盘的多传感器融合机器人自定位方法，但一。足球机器人自定位的本质是利用机器人自身的传感器信息来是并未就电子罗盘信息在自定位中的使用进行详细说明。在原有正确认识自身在球场中的位置。的算法基础上，通过融合电子罗盘信息来实现适用于基于粒子滤波算法进行定位是足球机器人自定位中应用最广Robo

8、Cup2013的仿人足球机器人在球场中的自定位方法。泛的一种。自1997年RoboCup]~届比赛以来，该领域已经取得了一系列的成果，各组别均具备了较成熟的硬件平台和算法。随着2贝叶斯滤波仿人机器人技术的逐渐发展，RoboCup对于仿人足球机器人的要贝叶斯滤波是基丁概率定位算法的理论基础，贝叶斯滤波来稿日期：2014—01—09基金项目：北京市属高等学校创新团队建设与教师职业发展计划项目(IDHT20130518)；北京信息科技大学研究生科技创新项目(5028223205，自主移动