现代制造工程 ›› 2024, Vol. 526 ›› Issue (7): 69-76.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2024.07.009

• 机器人技术 • 上一篇    下一篇

移动机器人多传感器数据融合方法研究*

冯婧1, 魏航信1, 岳高峰2, 王煜坤1, 秦乐1, 席文奎1, 孙文1   

  1. 1 西安石油大学机械工程学院,西安 710065;
    2 西安交通大学网络空间安全学院,西安 710049
  • 收稿日期:2023-11-13 出版日期:2024-07-18 发布日期:2024-07-30
  • 通讯作者: 魏航信,博士,教授,主要研究方向为机器人控制、机器学习。E-mail:weihangxin@xsyu.edu.cn
  • 作者简介:冯婧,硕士研究生,主要研究方向为机器学习、多传感器数据融合。E-mail:183623619@qq.com
  • 基金资助:
    *陕西省自然科学基础研究计划项目(2022-JQ571);陕西省厅市联动重点项目(2022GD-TSLD-22)

Research on the method of multi-sensor data fusion for mobile robots

FENG Jing1, WEI Hangxin1, YUE Gaofeng2, WANG Yukun1, QIN Le1, XI Wenkui1, SUN Wen1   

  1. 1 Mechanical Engineering College,Xi'an Shiyou University,Xi'an 710065,China;
    2 School of Cyber Science and Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049,China
  • Received:2023-11-13 Online:2024-07-18 Published:2024-07-30

摘要: 多传感器数据融合技术能够更好地解决智能设备产生的数据不兼容问题,提高设备运行效率和生产力。现有方法缺乏高性能表现以及未考虑数据隐私保护问题,将联邦学习引入多传感器数据融合中,联邦学习局部模型采用门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)算法解决多传感器数据拟合问题,首次设计了一种在时间域和空间域上并行的立体式多传感器数据融合方法,该方法既具备优异的融合性能,又保证了各客户端数据的隐私性。实验结果表明了该方法的正确性与合理性,并在鲁棒性方面呈现出优势。

关键词: 移动机器人, 多传感器, 数据融合, 联邦学习

Abstract: Multi-sensor data fusion technology can better solve the problem of data incompatibility generated by smart devices,improve device operational efficiency and productivity. Existing methods lack high-performance performance and do not consider data privacy protection issues. It innovatively introduced federated learning into multi-sensor data fusion. The federated learning local model used the Gated Recurrent Unit (GRU) algorithm to solve the multi-sensor data fitting problem. A novel parallel stereoscopic multi-sensor data fusion method was designed for the first time,which has excellent fusion performance and ensures the privacy of each client′s data. The experimental results demonstrate the correctness and rationality of this method,as well as its advantages in robustness.

Key words: mobile robots, multi-sensor, data fusion, federated learning

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