全區(qū)域覆蓋移動機器人導(dǎo)航中的誤差分析與校正.pdf

1、本文以全區(qū)域覆蓋移動機器人為研究對象，重點研究導(dǎo)航中的誤差分析與校正。導(dǎo)航技術(shù)是全區(qū)域覆蓋移動機器人的核心技術(shù)，主要涉及傳感器技術(shù)及信息融合、定位技術(shù)、全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃。目前關(guān)于傳感器信息融合與全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃的理論研究取得了卓越成果，但是在全區(qū)域覆蓋移動機器人的實際運行過程中，由于各類誤差的存在，使得這些算法的應(yīng)用效果不夠理想甚至失效。因此全區(qū)域覆蓋移動機器人導(dǎo)航中的誤差分析與校正顯得尤為重要。 本文以自主研制的全區(qū)域覆蓋

2、移動機器人ZIMROB為研究平臺，針對基本區(qū)域的全區(qū)域覆蓋問題，將導(dǎo)航中的誤差分為三大類：傳感器引起的誤差、機械系統(tǒng)引起的誤差和環(huán)境因素引起的誤差。傳感器引起的誤差主要來源于編碼器和三維數(shù)字羅盤。文中在充分分析誤差成因的基礎(chǔ)上，設(shè)計了鑒相濾波電路用于消除由于抖動引起的編碼器誤計數(shù)，并采用M/T測速法有效保證了測速精度。三維數(shù)字羅盤LP3300-232自帶校核程序，但只能滿足一般應(yīng)用的需要，為了提高導(dǎo)航精度，根據(jù)羅盤的性能特征，應(yīng)用最小二

3、乘法進行精確校正。機械系統(tǒng)引起的誤差主要分為傳動系統(tǒng)誤差和驅(qū)動輪尺寸及安裝誤差。前者可通過專門的傳動誤差測量系統(tǒng)予以確定，后者針對其中最重要的驅(qū)動輪輪徑不一致及輪距不確定問題，利用著名的UMBmark法進行校正。環(huán)境因素引起的誤差中最普遍的是驅(qū)動輪非純滾動引起的誤差，即打滑引起的誤差，本文討論了利用編碼器和三維數(shù)字羅盤進行打滑辨識和誤差補償?shù)目尚行?。通過分析可知，編碼器與三維數(shù)字羅盤提供的信息能有效辨識與校正機器人直線運動和弧線運動中的