Máquina de Aprendizaje Extremo Mejorada Basada en Posicionamiento UWB para Robots Móviles con Interferencia de Señal
Autores: Ma, Jun; Duan, Xuechao; Shang, Chen; Ma, Mengjiao; Zhang, Dan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Máquina de Aprendizaje Extremo Mejorada Basada en Posicionamiento UWB para Robots Móviles con Interferencia de Señal
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Banda ultra-ancha
Posicionamiento en interiores
Interferencia de señales
Algoritmo genético
Máquina de aprendizaje extremo
Errores de posicionamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Con el propósito de abordar el posicionamiento en interiores con banda ultraancha (UWB) y la interferencia de señales, se propone un clasificador binario para la discriminación de interferencias de señales y un modelo de compensación de errores de posicionamiento que combina un algoritmo genético (GA) y una máquina de aprendizaje extremo (ELM). Basado en las distancias entre cuatro anclajes y el objetivo, que se calculan con la técnica de rango de tiempo de vuelo (TOF), se construye un clasificador binario basado en GA-ELM para juzgar la existencia de interferencia de señales, y se establece un modelo de compensación de errores de posicionamiento basado en GA-ELM para compensar el resultado del modelo de posicionamiento evaluado preliminarmente. Finalmente, se utilizan los conjuntos de datos recopilados en el escenario real para la verificación y el análisis. Los resultados experimentales indican que el error cuadrático medio (RMSE) de posicionamiento sin interferencia de señales es de 14.5068 cm, lo que se reduce en un 71.32% y un 59.72% en comparación con los resultados sin compensación y optimización, respectivamente. Además, el RMSE de posicionamiento con interferencia de señales es de 28.0861 cm, lo que disminuye en un 64.38% y un 70.16%, en comparación con sus contrapartes sin compensación y optimización, respectivamente. En consecuencia, estos resultados calculados de ejemplos numéricos llevan a la conclusión de que el método propuesto muestra su amplia aplicación, alta precisión y rápida convergencia en la mejora de la precisión de posicionamiento para robots móviles.
Descripción
Con el propósito de abordar el posicionamiento en interiores con banda ultraancha (UWB) y la interferencia de señales, se propone un clasificador binario para la discriminación de interferencias de señales y un modelo de compensación de errores de posicionamiento que combina un algoritmo genético (GA) y una máquina de aprendizaje extremo (ELM). Basado en las distancias entre cuatro anclajes y el objetivo, que se calculan con la técnica de rango de tiempo de vuelo (TOF), se construye un clasificador binario basado en GA-ELM para juzgar la existencia de interferencia de señales, y se establece un modelo de compensación de errores de posicionamiento basado en GA-ELM para compensar el resultado del modelo de posicionamiento evaluado preliminarmente. Finalmente, se utilizan los conjuntos de datos recopilados en el escenario real para la verificación y el análisis. Los resultados experimentales indican que el error cuadrático medio (RMSE) de posicionamiento sin interferencia de señales es de 14.5068 cm, lo que se reduce en un 71.32% y un 59.72% en comparación con los resultados sin compensación y optimización, respectivamente. Además, el RMSE de posicionamiento con interferencia de señales es de 28.0861 cm, lo que disminuye en un 64.38% y un 70.16%, en comparación con sus contrapartes sin compensación y optimización, respectivamente. En consecuencia, estos resultados calculados de ejemplos numéricos llevan a la conclusión de que el método propuesto muestra su amplia aplicación, alta precisión y rápida convergencia en la mejora de la precisión de posicionamiento para robots móviles.