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如何利用粒子滤波估计机器人在回路中的位置?

手把手教学。使用ParticleFilter对象跟踪机器人在二维空间中的移动。测量位置增加了随机噪声。通过预测和校正,根据测量结果和假设的运动模型对机器人进行跟踪。
工具/原料
1

matlab

2

电脑

方法/步骤
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%初始化粒子过滤器并指定默认状态转换函数、测量似然函数和重采样策略。命令行键入:pf = robotics.ParticleFilter;pf.StateEstimationMethod = 'mean';pf.ResamplingMethod = 'systematic';

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%对初始位置为[0 0]且单位协方差的1000个粒子进行采样。命令行键入:initialize(pf,1000,[0 0],eye(2));

3

%在估计之前,定义点要遵循的正弦波路径。创建一个数组来存储预测和估计的位置。定义噪声的振幅。命令行键入:t = 0:0.1:4*pi;dot = [t; sin(t)]';robotPred = zeros(length(t),2);robotCorrected = zeros(length(t),2);noise = 0.1;

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%开始根据测量值预测和校正估计位置的回路。粒子的重采样基于“重采样策略”属性进行。机器人基于正弦波函数移动,测量中加入随机噪声。命令行键入:for i = 1:length(t)[robotPred(i,:),robotCov] = predict(pf);measurement(i,:) = dot(i,:) + noise*(rand([1 2])-noise/2);[robotCorrected(i,:),robotCov] = correct(pf,measurement(i,:));end

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%绘制实际路径与估计位置。由于粒子分布的随机性,实际结果可能会有所不同。命令行键入:plot(dot(:,1),dot(:,2),robotCorrected(:,1),robotCorrected(:,2),'or')xlim([0 t(end)])ylim([-1 1])legend('Actual position','Estimated position')grid on

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