輪式移動機(jī)器人慣性定位系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、隨著智能技術(shù)以及基于MEMS傳感器的發(fā)展，輪式移動機(jī)器人廣泛應(yīng)用于危險(xiǎn)的、未知的室內(nèi)環(huán)境的救援，比如有火情的辦公樓，或是只有樓層平面圖的環(huán)境中。由于這些環(huán)境常常面臨缺少GPS或是其他無線信號的衰減導(dǎo)致定位精度的下降等問題，而慣性定位技術(shù)是慣性導(dǎo)航原理在室內(nèi)環(huán)境的應(yīng)用，具有自主性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)移動機(jī)器人在未知室內(nèi)環(huán)境下的定位導(dǎo)航。
　　慣性定位系統(tǒng)的核心技術(shù)是基于MEMS的慣性傳感器的數(shù)據(jù)處理和融合。本文主要研發(fā)的

2、內(nèi)容是基于DSP的輪式移動機(jī)器人慣性定位系統(tǒng)的研發(fā)，采用卡爾曼濾波算法對里程計(jì)和慣性傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的慣性定位。本文的主要研發(fā)內(nèi)容如下:
　　1.慣性定位系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
　　首先介紹了輪式移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，接著介紹慣性定位的移動機(jī)器人的工作原理，然后介紹慣性定位系統(tǒng)的功能要求和性能要求，最后介紹慣性定位系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。
　　2.慣性定位系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
　　根據(jù)慣性定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能和性能要求，對

3、系統(tǒng)的器件進(jìn)行選型。根據(jù)所選擇的器件對系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行外圍接口電路的設(shè)計(jì)，包括DSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)、慣性傳感器的接口電路設(shè)計(jì)、低紋波穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)等。為了保證電路設(shè)計(jì)符合系統(tǒng)性能指標(biāo)，最后對整個(gè)硬件系統(tǒng)進(jìn)行測試。
　　3.慣性定位系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
　　首先分析移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型，接著介紹系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能，然后介紹基于卡爾曼濾波算法的多傳感器數(shù)據(jù)融合，對移動機(jī)器人進(jìn)行定位計(jì)算，最后介紹系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送。
　　4.慣性