地面自主机器人的测试支撑架构与基于轨迹分析的导航性能评估方法

摘要

随着地面自主机器人的发展,地面自主机器人的测试评估系统得到了愈来愈广泛的研究。测试评估系统研究如何通过定性和定量的方法对地面自主机器人进行客观准确的性能测试和科学评估,是地面自主机器人系统的重要组成部分。针对测试评估系统的研究,可以提高地面自主机器人的研发效率和推进智能系统测试评估领域的发展。
　　 本文首先根据国内外研究现状,对地面自主机器人测试与评估系统进行了分析。分析指出,地面自主机器人的测试与评估系统需要以智能性指标为研究重点,解决其定义难、量化难、系统间比较难等问题;测试数据的采集需要满足实时性、微干扰性、微侵入性等要求。
　　 其次,针对采集测试数据的要求,本文提出一种基于测试支撑架构的实时数据采集方案。测试支撑架构由信息传递支撑平台和采集模块组成,信息传递支撑平台为系统内部分布式运算提供数据传递服务。数据采集模块实现了系统内部各模块数据的实时监控、实时采集及数据回放功能。经测试,此方案可以满足数据采集的实时性、微干扰性等要求。
　　 同时,本文还针对地面自主机器人的自主导航性能,提出了一种基于轨迹分析的计算评估方法。此方法在马尔可夫决策模型的框架下,通过分析驾驶回报设置和车辆轨迹的特征期望来衡量自主导航系统的性能。该方法假定回报函数是回报特征的线性组合,通过逼近不同的车辆自主驾驶策略解出对应的回报设置;在此基础上,回报设置被应用于称为沙盒的标准场景,通过仿真得出导航轨迹的特征期望。实验结果表明,该方法能够对自主导航系统的轨迹数据进行定性和定量的评估。
　　 最后,本文对所研究问题提出进一步发展方向。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

致谢

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状与分析

1.3 本文主要工作

1.4 本文的组织结构

2 测试支撑架构

2.1 地面自主机器人的体系结构

2.2 信息传递支撑平台

2.3 实时数据采集

2.4 本章小结

3 基于轨迹分析的导航性能评估方法

3.1 地面自主机器人导航性能分析

3.2 基础理论

3.3 地面自主机器人导航过程建模

3.4 回报估计和算法框架

3.5 实验

4 结论与展望

4.1 本文的主要工作

4.2 进一步的研究工作

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果