基于小波與SVM-kNN的機(jī)器人地面分類研究.pdf_第1頁(yè)
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1、人類對(duì)于未知環(huán)境探索主要借助于移動(dòng)機(jī)器人,而提高移動(dòng)機(jī)器人對(duì)所處環(huán)境的適應(yīng)能力至關(guān)重要,因此移動(dòng)機(jī)器人的地面分類成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。當(dāng)前地面分類方法主要基于激光雷達(dá)和視覺(jué),二者對(duì)于表面有覆蓋物的地面的識(shí)別能力較差,特別是基于視覺(jué)方法對(duì)于光線的要求較高。在光線不足的情況時(shí),基于振動(dòng)的地面分類依然能夠真實(shí)地反應(yīng)地面的特性,這對(duì)提高移動(dòng)機(jī)器人的自主移動(dòng)性能十分重要。所以本文將從地面特征提取和分類器設(shè)計(jì)兩方面展開研究。
  首先,搭建實(shí)驗(yàn)

2、數(shù)據(jù)采集平臺(tái),采集移動(dòng)機(jī)器人以六種速度勻速穿越五種地面時(shí)相互作用所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào),對(duì)采集到的原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分段,為下一步的地面特征提取和分類做準(zhǔn)備。
  其次,本文采用小波包變換對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理,主要考慮到小波包變換在處理局部信號(hào)細(xì)節(jié)有較好的效果;應(yīng)用小波包主成分法和小波包對(duì)數(shù)能量熵法提取地面特征,其中小波包主成分法主要采用特征評(píng)估法對(duì)幅值特征進(jìn)行評(píng)估以及主成分分析。
  最后,對(duì)于一對(duì)一SVM多分類,當(dāng)所得票數(shù)最多的類

3、別超過(guò)兩種以上時(shí),存在無(wú)法分類問(wèn)題;對(duì)于有向無(wú)環(huán)圖SVM(DAGSVM)多分類,存在錯(cuò)誤向下積累問(wèn)題,良好的分類路徑是解決該問(wèn)題的關(guān)鍵。針對(duì)存在的問(wèn)題,本文采用SVM與k-近鄰法(kNN)聯(lián)合算法,有效地解決一對(duì)一SVM和DAGSVM存在的不足,提高二者的實(shí)用性。采用基于小波包的兩種特征提取方法、kNN算法以及 SVM與kNN聯(lián)合分類算法分別對(duì)五種地面進(jìn)行分類,并對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行比較與分析。
  所采集數(shù)據(jù)的分類結(jié)果驗(yàn)證了本文所提特

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