基于EMD與ELM的機(jī)器人地面分類研究.pdf

1、當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人需要執(zhí)行遠(yuǎn)程探測(cè)任務(wù)或者人類無法親臨的危險(xiǎn)任務(wù)時(shí)，就要求移動(dòng)機(jī)器人具有足夠的自主能力，機(jī)器人須具有識(shí)別并安全通過各種陌生地面的能力，因此十分有必要研究地面分類。傳統(tǒng)上廣泛用基于視覺的方法對(duì)地面進(jìn)行識(shí)別和分類，但是基于視覺的方法容易受光照、表面覆蓋物的影響，不易識(shí)別松軟地面，所以本論文采用基于振動(dòng)信號(hào)的方法。不同于視覺的非接觸式分類方法，振動(dòng)信號(hào)可以真實(shí)反映地面承載層信息，是對(duì)視覺方法的一種重要補(bǔ)充。本文對(duì)地面分類方法的研究包

2、含三個(gè)部分，首先是給出特征提取方法，其次是改進(jìn)極限學(xué)習(xí)機(jī)，最后是改進(jìn)基于模糊積分的融合算法，并采用改進(jìn)后的算法對(duì)改進(jìn)的極限學(xué)習(xí)機(jī)進(jìn)行融合。
　　為了獲取機(jī)器人車輪和地面間的振動(dòng)信號(hào)，本文設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在移動(dòng)機(jī)器人四個(gè)輪臂上安裝三向加速度計(jì)和z向傳聲器，使之在沙、碎石、草、土、瀝青地面上分別以5種速度行駛，采集車輪與地面之間激發(fā)的振動(dòng)信號(hào)（本文采用左前輪的振動(dòng)信號(hào)，其余留待以后研究），為地面分類算法研究提供數(shù)據(jù)支持。

3、>　　首先對(duì)原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?，獲得一系列尺度的內(nèi)蘊(yùn)模式分量，由于內(nèi)蘊(yùn)模式分量所包含原始信號(hào)的信息量不同，依據(jù)能量分布和失真度對(duì)內(nèi)蘊(yùn)模式分量進(jìn)行篩選，最后提取內(nèi)蘊(yùn)模式分量的時(shí)域幅值特征、功率譜密度特征和奇異值特征。
　　針對(duì)極限學(xué)習(xí)機(jī)的隱含層節(jié)點(diǎn)存在冗余，而且影響其分類的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確率的問題，通過對(duì)任意兩個(gè)隱含層節(jié)點(diǎn)的輸出進(jìn)行相關(guān)性評(píng)估，給出基于節(jié)點(diǎn)相關(guān)性的約減方法。在5種速度下基于以上3種特征采用改進(jìn)后的極限學(xué)習(xí)機(jī)對(duì)5