موقعیت یابی ربات خودمختار بر اساس الگوریتم تکامل تفاضلی

نویسنده

دانشگاه بیرجند

چکیده

موقعیت‌یابی بر اساس فیلتر ذره‌ای یکی از مهمترین روش‌ها است. با وجود این، این روش دارای مشکل هزینه محاسباتی بالا، عدم سازگاری و تباهیدگی است. در این مقاله برای رهایی از این مشکلات به مسئله موقعیت‌یابی ربات از زاویه جدیدی به مسئله موقعیت یابی نگاه شده است. در روش پیشنهادی، مسئله موقعیت یابی به یک مسئله بهینه‌سازی تبدیل شده و سپس از یک الگوریتم تکامل تفاضلی(DE) برای تخمین موقعیت و جهت ربات استفاده شده است. الگوریتم‌ پیشنهادی در فضای حالت ربات شروع به جستجو می‌کند و موقعیت ربات را با توجه به اطلاعات مسافت پیمایی، فاصله-یاب لیزی و نقشه محیط در هر لحظه بدست می‌آورد . یکی از مزایای موقعیت‌یابی بر اساس روش پیشنهادی در این است که مانند موقعیت‌یابی براساس فیلتر ذره‌ای نیاز به تابع توزیع پیشنهادی و گام نمونه‌برداری مجدد ندارد. بنابراین خطر تباهیدگی کاهش می‌یابد. عملکرد موقعیت‌یابی مبتنی برتکامل تفاضلی با موقعیت‌یابی مبتنی بر فیلتر کالمن توسعه یافته و فیلتر ذره‌ای مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که عملکرد موقعیت‌یابی مبتنی بر الگوریتم تکامل تفاضلی بهتر از سایر الگوریتم‌های موقعیت‌یابی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Localization of autonomous robot based on differential evolution algorithm

نویسنده [English]

  • Ramazan havangi
چکیده [English]

The Localization based on particle filter is one of the important methods. However, this approach has high computational cost, inconsistency and degeneracy problem. In this paper, to solve these problems, the localization problem is converted to an optimization problem. Then the differential evolution algorithm is used to solve this problem. The proposed algorithm searches stochastically along the state space of robot and obtain the best estimate position based of odometery, laser range finder and map of environment. One advantage of the proposed method is that it requires no proposal distribution and resampling step like localization based EKF and PF. Therefore, the risk of degeneracy decreases. The performance of localization on differential evolution (DE) is compared with localization based on extended Kalman filter (EKF) and particle filter. Simulation result shows that performance of localization based on differential evolution filters is better than others algorithms of localization.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Particle Filter
  • Localization
  • Differential evolution
  • EKF