外文翻譯--機器人傳感器的網(wǎng)絡.doc

附錄機器人傳感器的網(wǎng)絡一般的機械手工程自動化測知和知覺實驗室賓夕凡尼亞州，費城，PA的大學,美國摘要:以知覺的數(shù)據(jù)從分配的視覺系統(tǒng)吸取了的exteroceptive為基礎的硬未知的物體和同時追蹤的二維歐幾里得幾何的空間的這一個紙住址即時位置的問題和被網(wǎng)絡的移動機械手的定方位判斷.對于隊局限的充份和必需的情況被計劃.以統(tǒng)計的操作員和曲線圖搜索運算法則為基礎的一個局限和物體追蹤方式為與異種的感應器一起本土化的一隊機械手被呈現(xiàn).方式在有被裝備全方向的錄像機和IEEE802.11b無線網(wǎng)路的像汽車一樣移動的機械手的一個實驗的月臺被實現(xiàn).實驗的結果使方式有效.關鍵詞:合作的局限；多機械手形成；分配了感應器網(wǎng)絡；感應器數(shù)據(jù)融合物介紹以使一隊移動的機械手自治地在一些里面航行需要了形成而且更進一步運行像監(jiān)視和目標獲得這樣的合作工作,他們一定能夠以形成和一個全球的叁考框架本土化他們自己1,2.因此,該如何估計機械手的位置和定方位(姿勢)以精確的和有效率的方式是特別興趣.我們對這一張紙的興趣是在二空間的特別歐幾里得幾何的空間SE(2)中本土化一隊異種的機械手和用從異種的感應器被獲得的數(shù)據(jù)本土化目標.明確地,我們對情況感興趣為哪一個所有的機械手以形成能被本土化包圍.我們的局限方式接近地被講到被呈現(xiàn)的那些.在某種意義上機械手用來自它自己的感應器的那一個來臨可以使用他們的隊友感應器數(shù)據(jù)(或一些被相關的數(shù)據(jù))和數(shù)據(jù).在那一張紙,機械手使用分配了測知改善自己的局限或目標局限1.因為比較多機械手局限問題藉由聯(lián)合被使用最少的機械手交換的數(shù)據(jù)一致最佳化，過濾器的兩者文件的方法學已經(jīng)呈現(xiàn)解決.最近的文學使用曲線圖做模型感應器網(wǎng)絡和合作的控制方案5,6.在曲線圖硬理論上的結果7-9可能是直接地在R2適用于多機械手系統(tǒng)(裁判員.10,11).然而，相對一點的注意已經(jīng)一起支付到網(wǎng)絡生觀察,這對照相機的網(wǎng)絡是特別地重要的.這一張紙在以統(tǒng)計的操作員和簡單的曲線圖搜索運算法則為基礎的SE(2)為隊局限和物體追蹤呈現(xiàn)不同的方式.此外,不同的早先方法,我們在一個如此的方法中制定問題隊局限的問題和物體追蹤能被相同的運算法則解決.我們也表示,被講到早先作品的最優(yōu)性的利益能如何容易地在我們的方法被吸收.為例,這一張紙表示該如何合并一個廣大的過濾器(EKF)改善物體追蹤.在結束,使我們的方法有效,我們出示實驗的結果以有被裝備全方向的錄像機和一個IEEE802.11b無線網(wǎng)路的一群五個像汽車一樣的自治機械手(見到Fig.1)我們承擔一個全方向的發(fā)射器和接收器和每個機械手能聽的每個機械手有每隔一機械手.因此,所有的機械手以合作的樣子以形成能交換他們的估計而且本土化他們自己.注意我們不承擔任何類型的固有感受器數(shù)據(jù),像是機械手的來自任何的不活潑的感應器的速度和加速.2多機械手的區(qū)域化形成為了要考慮一隊機械手是否能被區(qū)域化,如果這數(shù)據(jù)是適當?shù)?，融化來自不同的感應器的可得的?shù)據(jù)而且查證是必需的.對于SE(2)的一隊n機械手,局限是表示機械手位置和定方位的特色的3n坐標的決心.因此，見到是必需的如果3n獨立的測量是可得的.因為每個測量在3n坐標上敘述一個限制,我們?yōu)樗械南拗瓢l(fā)展了一個功能獨立的測試.因此,我們定義等級將會允許的一個限制點陣式我們查證隊是否能被本土化.對于每范圍和舉止測量,在框架Bi的在坐標上的限制有被:一雙生測量,jk和ik,包括機械手Rj和Rk,造成下列的類型3個限制.最后,生測量,ij和kj,包括三機械手Ri，Rj和Rk,的任何雙造成下列的類型4個限制.這些限制能以形式被寫:在L1是一個測量的線組合的地方,和h在一些身體修理的叁考框架中是形狀變數(shù)的一個非線性功能.只有能用來描述網(wǎng)絡的限制的四類型.能被寫的所有的其他相等在上述的限制相等上功能依賴.藉由區(qū)別四個限制相等,我們使描述機械手坐標的可允許小變化(相等地速度)的表達.在之后這一個程序為M可能的限制給一個M3n點陣式作為叁考框架Bi:如果n機械手的3n能在一個不活潑的框架被估計，在SE(2)的n機械手的定義1一隊被說是能地方化的.評論顯然地被講到在系統(tǒng)理論中的可觀察性14-如果一個隊是能地方化的超過任何的時間間隔,系統(tǒng)完全觀察得出.然而,我們將會在一個即時又靜態(tài)的設定中使用定義1,而且如此克制不要使用系統(tǒng)理論上的記號法.評論2我們也能需要要在設定它是唯一的必需品估計3n的地方的親戚被本土化的隊。n的3個坐標。在一個身體叁考框架中的個機械手.在SE(2)的n機械手的定理1一形成是能地方化的只有當如果N=3n。2ng.nb.nr0（11ng，nb和nr是被不活潑的或全球定位感應器做的測量數(shù)量,生的）感應器和范圍感應器分別地查證是容易的證明被任何全球的定位感應器做的每個絕對的位置測量能直接地用來估計二州變數(shù),和每舉止和范圍測量將會至少增加在結構或形成的形狀方面的一個限制.因此,ng，全球的位置感應器，nb,生感應器,和nr,范圍感應器最多將會提供2ng+nb+nr獨立的測量.自從3n州變數(shù)之后必須被估計,2ng+nb+nr一定至少相等3n.用有限制的測知能力提供機械手的形成,定理1提供一種簡單的必需品情況沒有考慮形成幾何學容易地查證.注意像劃時代的感應器，圓規(guī)和不活潑的測量單位(IMUs)這樣的另外感應器,能以筆直的方式被與這一個結構合并.圖.4在SE為一群三個移動的機械手抽取樣品舉止測知曲線圖(2).三角法地,曲線圖(b)總是能轉(zhuǎn)換成基于感知外界刺激在計算的網(wǎng)絡得到的知覺數(shù)據(jù).4局限方式我們的局限方式承擔每個機械手為溝通和測知讓一個獨特的確認(身份證)兩者.起先,我們也承擔物體角落有清楚的測知身份證.如果基于式樣分類的簡單啟發(fā)用來解決聯(lián)合機械手測量的問題，這一項假定能被放松.我們的方式是集中的在某種意義上每個機械手收集來自其他的機械手的測知數(shù)據(jù)而且聯(lián)合使用的這數(shù)據(jù)它自己的，則只有曾經(jīng)叁觀所有節(jié)樹藉由在更深入地去之前在相同的深度拜訪所有的節(jié).在這里，因為我們沒有在考慮樹,節(jié)能被拜訪超過一次.因此,如果有曲線圖的根和一個特定的節(jié)之間的超過一條路徑,這些路徑將會被用.在第一個，一個頂點被拜訪,它的位置被估計.從然后在,之上每次一個節(jié)被到達,它的先前估計姿勢被和使用這條新的路徑的最近被估計的姿勢結合.因為一個節(jié)被允許被拜訪超過一次,理論上,運算法則可以在環(huán)中進入.環(huán)引起互相依賴的情形哪里,舉例來說,vi的姿勢能被計算使用來自vj的數(shù)據(jù)和vj的姿勢能被計算使用來自vi的數(shù)據(jù).為了避免這一個問題,最初的曲線圖被轉(zhuǎn)換成一個直接的曲線圖哪里環(huán)被移動.新的曲線圖以身為被選擇如起源的機械手的根與一棵樹(然而,它不是一棵樹)類似.環(huán)被藉由在有著相同的深度的機械手之間除去邊緣避免.因為物體沒有測量,他們從不不再產(chǎn)生環(huán)和他們的優(yōu)勢正在劃除.一樣的在二個機械手之間以單向邊緣發(fā)生.在不同深度的二個機械手之間的雙向性邊緣也可能產(chǎn)生環(huán).因為運算法則視曲線圖為一棵樹而且從不向根移動，所以這些情形被避免.例外與總是被獨立地方向跟隨的單向邊緣一起做.對于情形的圖5表演被源自的曲線圖的一個例子和運算法則的四個步驟呈現(xiàn).這實際上是4Rs和Rs的組合當?shù)氐臏y量.因為R4直接地不能夠本土化R1,一條經(jīng)過R3的間接路徑被需要.和早先的運算法則的議題之一是一些邊緣(像是在早先的例子e12和e21)不被用于機械手的和物體的姿勢判斷.為了避免浪費有用的數(shù)據(jù)，一可以在假定機械手的定方位的二個部份中分開運算法則和位置能分開地被計算.二個部份是:1)使用相同的運算法則的機械手的定方位的判斷；而且2)機械手的判斷和使用線性的目標的位置重量了承擔在一個