高速撞击：局部映射问题的解决方法-中文翻译

高速撞击：局部映射问题的解决方法摘要局部同步以及对地图中周围环境的检测能力是自动机器人的首要考虑条件。然而，少数类似的问题增大了在现实环境中所要处理的陆标数目。以克尔曼过滤器为基础的算法，比如，需要时间来综合处理每个检测传感器上所传达的二次陆标。这个报告中的快速撞击，一种循环估算机械手姿势以及陆标位置次序的算法。以对数形式在地图上显示具体坐标。这一算法通过对产品要求的精确分析来规划机械手的工作路径。该算法已经成功地在多达 50,000个陆标上运行，客观条件远远好于以前。实验结果比较了快速撞击运算法则分别在模拟和真是世界中里的优势和局限性。介绍同步局限影射的问题，比如撞击，已经在机械可动装置技术中引起广泛的注意。撞击处理诸如利用机械手测量地图中的建筑陆标问题。因为机械手运动受制于误差，映射问题必然导致机械手的局部问题撞击。一个同步本土化机械手的能力以及对外界环境的反映是机械手自动化的关键问题。撞击问题算法的优势被介绍到锻造工序报告中，我的以及基斯曼。这份报告介绍了广泛卡曼过滤器估算机械手位置坐标的方法。在后来的十年里，这种方法被广泛运用于农业机械中，作为最近的指导报告。最近的研究已经把重心集中在增大这种方法的运用规模上，超过几百个坐标和运算法则来处理这些数据。EFK方法的主要瓶颈问题是它复杂的运算。感应器更新需要时间二次的坐标数字的计算。这一个复杂事实的杆共分散基地维护藉着克尔曼过滤器有机械要素，全部定即使只是一个陆标被观察被更新。二次方程式的复杂行限制了陆标的数目。这种方式只能处理少数的含有数百万特征的自然环境模型。研究所对这一缺点进行了长期的研究。在这个报告中，我们从一贝斯定理观点来研究撞击问题。图 1举例说明一生长于盖然性的模型（活动区网络之下的撞击实验的大量合集。在个别项目中，机械手姿势，指示 .机械手随着时间进行功能控制,指示 . 每一个陆测量,指示 .是那个位置的功能 陆标测量和机械手姿势当测量被采取的时候从这一个线图显示撞击问题展现重要的独立条件. 尤其，机械手的指导路径 .客观的坐标测量.举例来说, 如果给我们提供了机械手的精确路径，坐标的问题就可以解决，而每个坐标. 这个观察先前被墨菲12 研究过，他发明了一个有效的粒子过滤算法映射技术。基于这篇观察报告，这篇论文描述了一个被称作高速撞击的有效撞击运动规律。高速撞击实验把撞击问题简化为一个局部的机器撞击问题。由装在机器手上的仪器来进行标记的收集估算。正如在参考文献12中所评论的那样，这些现象是直观的，因为自然条件下的撞击问题的缘故。高速撞击通过使用一个改装过的粒子加速器来测量机械手的后部路径。每个粒子控制克尔曼加速器来测量K粒子在一定条件路径下的位置陆标。如参考文献5, 13Rao-Blackwellized粒子加速器的例子就是所呈现现象的规律。落实这个天真想法的计算机算法需要MK的时间。M是下图中的粒子数。图 1 撞击问题机械手从姿势 S1 按照 U1，U2。 。 。 。UX 的序列开始运动。当它移动时，它检测周围的陆标，在时间 t=1 时，它检测到了两个陆标 中的 。测量代号 Z（范围或方位） 。在时间 t=1 时，它检测到了另一个陆标 ，而在时间 t=3时，它再一次检测到了陆标 。撞击问题的核心是通过控制 U 和测量 Z 来估算陆标的位置和机械手的路径。阴影部分阐述了在这一独立条件下他们之间的关系。粒子加速器和 K 粒子是陆标的数字符号。我们建立了一种以数枝模型为基础的数据结构来放慢高速撞击的时间，使它比现在基于撞击算法的 EKF 更快。我们同样可以扩充高速撞击的算放来适应新的数据协会和未知的陆标符号，这意味着我们的方法可以被推广到所有学术讨论的撞击问题。实验通过使用物理机器人和模拟机器人来表明高速撞击算法能比现今的方法更好地处理量的大小次序问题。我们同样发现在特定的情况下，陆标 K 数目的增长导致了粒子 M 树目的轻微减少，需要产生精确的地图然而在其他情况下，由于粒子数目的关系，对精确地图的要求数量可能大到难以想象的地步。撞击问题的定义撞击问题，正如学术界对撞击的定义那样，被很好的描述成一个 Markov 链概率问题。机械手在时间 t 的姿势将被表示成符号 。因为机械手在平台上的操作所有我们实验的工作箱，姿势包括机械手在平台上的 XY 轴方向和头部方向的协调。 姿势按照一定的规则改变，通常依照以下的运动模型。（1） 这里，ST 是机械手控制 UT 以及先前姿势 ST-1 的功能状态。在可动机械手装置中，这个运动规律属于无时间变化的一般化的机械运动学。机械手环境控制着 K 粒子的固定陆标。没个陆标由它的空间位置所表示，例如 是 K=1，2，3，4.K. 没有损失的概率 ,我们可以想象在平面上陆标的点的方式存在,所以位置有固定的两个数字所确定.为了反映环境,机械手能检测陆标.比如,它可以检测一个陆标的范围和方位,与图表上的 XY 坐标想联系.对时间 t 的测量被表示成 ZT.在时间 t 的测量结果将被标记成 Zt。机械手通常能同时检测到多个陆标，我们假设测量传感器能精确检测每个陆标并给每个陆标以标记符号。为了数学上的便利这个惯例被独立地继承下来。它没有移动的限制，因为被检测多重陆标每个阶段可按一定次序进行处理。测量感应器由概率定理所规范，通常依照以下的测量模式：。这里 是所有陆标中的一组，而是在时间 t 检测到的复式陆标。例如，在图 1 中，当 N1=1，N2=2 而 N3=1时，机械手检测到第一个陆标 ，然后第二个陆标 ，最后再检测第一个陆标。许多测量模式都假设机械手能检测陆标的范围和方位，被测量噪音所限制。变量 Nt 通常被认为是常量。大多数学术上的理论研究都假设信息是统一或者不一致的，陆标是可以独立确定下来的。实际方法是使用最大可能性测量方法来检测空中的通信信息，当每个陆标之间有足够的距离时工作良好。通过这篇报告我们可以简单推测出陆标是可以确定的，但我们仍将讨论测量通信数据技术的发展。我们现在准备将撞击问题公式化。多数时候，撞击问题就是从检测结果和控制过程中确定陆标的位置和机械手的位置。可能的话，这些由后部所表示，我们使用手写体 t 来表示时间变量。如果条件是已知的，撞击问题就简单明了了： 。正如介绍中所讨论的那样，当明确了机械手的路径和变量条件后，所有独立陆标是可以确定下来的。这个独立条件是高速撞击算法的基础。高速撞击的相似性我们从一个重要的被我们熟知的粒子 开始我们的讨论。砰然声问题的有条件独立特性暗示，在后的者能依下列各项被因素：按照一定顺序排列，问题能被分解进入之内估计问题，一个结束估计后部的问题机械手小径之中。和估计定线的问题也是K粒子的路标符号。砰然声问题：机械手从姿势移动透过一个控制的顺序，因为它移动，它观察附近的陆标。在时间, 它观察陆标在二个陆标中，测量被指示（范围和桥承）.在时间, 它观察另一个陆标，而且在时间, 它观察再次。砰然声问题是与估计陆标的定线有关和那控制的机械手的小径而且测量灰色荫影举例说明一个有条件的独立关系。颗粒过滤器和陆标的数目是。我们发展减少转动的一个以树枝状模型为基础的数据结构高速的时候到制造它重要地比存在 EKF 建立的砰然声运算法则快速。我们也和未知者把运算法则扩充到情形数据公会和陆标的未知数目，成绩我们的引桥能被延长到那完全类型的砰然声问题在文学中讨论。实验的结果使用一个实际的机械手和一个机械手模拟计举例说明，运算法则能处理大小等级型较多的陆标超过现今引桥。我们也可以在特定的情形中找那，一个陆标的数目对一个软的还原导线颗粒的数目需要发生正确地图然而在其他者里面颗粒的数目必需的因为正确映射。结论我们正在讨论的高速撞击算法，是一个全新解决地图检测以及定位的有效手段。这个算法利用 Rao-Blackwellized 来表示次序，整合了粒子加速器以及克尔曼加速器的理论。类似于 Murphy 的工作，高速撞击是建立在撞击问题内部固有特性的基础上的。然而，Murphy 的方法坚持使用不连续的数值标记地图上的坐标方格，因此极大地限制了地图的尺寸。他的方法也没有处理好数据的整合问题，并没有使之在地图上以方格形式呈现出来。在高速撞击问题中，陆标估算利用树枝状模型来表示。对较后次序的时间进行了更新，M 是粒子的数目而 K 是陆标的符号。这与较复杂且普遍的克尔曼过滤器对撞击问题的解决方法是有差异的。实验结果表明相比于以前的方法高速撞击能在地图上建立天文数量级的陆标数量。同时他们也表明在某种情况下，无论路标数目的多少，少量粒子仍可运转良好。