基于多傳感器室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人自主定位方法的研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人利用多種傳感器配合，完成精確的對(duì)自身定位和對(duì)目標(biāo)的定位是進(jìn)一步完成智能任務(wù)的前提。當(dāng)前，機(jī)器人定位傳感器種類眾多，功能也越來(lái)越強(qiáng)，但每種傳感器在應(yīng)用中都會(huì)受到噪聲影響，且由于原理不同，各自存在不同的優(yōu)缺點(diǎn)。如何綜合不同傳感器的優(yōu)點(diǎn)，有效抑制噪聲對(duì)定位結(jié)果的影響，成為當(dāng)前機(jī)器人定位領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文著眼于多傳感器數(shù)據(jù)融合理論，研究一種使機(jī)器人對(duì)其自身和目標(biāo)的位姿準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)的方法。
　　里程計(jì)定位信息與紅外定位模塊基于不同原

2、理和參考系的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，把地磁電子羅盤(pán)的數(shù)據(jù)用于控制里程計(jì)的姿態(tài)積累誤差。利用有限差分線性化方法和小循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)對(duì)常規(guī)的擴(kuò)展卡爾曼濾波方法進(jìn)行改進(jìn)，并利用粒子濾波器進(jìn)一步優(yōu)化該方法的收斂速度。一方面提高了機(jī)器人自定位與目標(biāo)定位的精度，另一方面改進(jìn)了迭代收斂的效率，減小了因增加計(jì)算量而造成的時(shí)間損失。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。具體工作分為以下幾個(gè)方面：
　　(1)建立兩輪室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人自定位與目標(biāo)定位的系統(tǒng)模型，針對(duì)多

3、傳感器系統(tǒng)各定位傳感器的原理與誤差進(jìn)行分析，并建立多傳感器觀測(cè)模型。
　　(2)多傳感器數(shù)據(jù)融合定位方法的研究。分析傳統(tǒng)擴(kuò)展卡爾曼濾波數(shù)據(jù)融合算法在濾波精度上的不足，并針對(duì)其缺點(diǎn)引入有限差分線性化方法進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)采取小循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)以提高運(yùn)算效率，并提出采用粒子濾波器對(duì)新方法加以優(yōu)化。以實(shí)現(xiàn)既提高定位的精度，同時(shí)保證算法的實(shí)時(shí)性的目標(biāo)。
　　(3)完成了室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人自定位與目標(biāo)定位實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)了機(jī)器人多傳感器定位軟件系統(tǒng)，利