矿井救灾机器人自主定位方法研究
发布时间：2019-10-02 18:12
【摘要】：介绍了矿井救灾机器人自主定位系统的构成和基于航迹推算的自主定位方法,提出了改进的自主定位方法,即使用具备衰减指数因子的有限记忆卡尔曼方法,并以逐级滤波的方式融合多传感器信息。Matlab仿真结果表明,该方法可以稳定地实现0.5m的跟踪精度;通过实体机器人实验验证了本文提出的矿井救灾机器人自主定位方法的有效性。
【图文】：
器是矿井救灾机器人实现自主式定位的基础，本文在综合对比国内外典型传感器组合后，选择三轴加速度传感器、三维磁阻式电子罗盘、里程传感器和数字三轴陀螺仪作为自主定位系统的硬件基础；在综合对比国内外典型滤波方法的基础上，使用具备衰减指数因子的有限记忆卡尔曼滤波方法作为系统的控制策略。矿井救灾机器人使用传感器采集本体的角度信息、加速度信息及里程信息，使用平面几何方法和具备衰减指数因子的有限记忆卡尔曼滤波方法对采集到的定位信息进行处理，得到矿井救灾机器人具体的位置和姿态信息，系统构成如图１所示。图１矿井救灾机器人自主定位系统构成２基于多传感器信息融合的航行轨迹推算方法２．１矿井救灾机器人驱动机构运动分析矿井救灾机器人驱动机构运动分析示意如图２所示。基础的航行轨迹推算方法是周期性采样机器人的位移变化量和角度变化量，然后累加得到矿井救灾机器人的航行轨迹。图２矿井救灾机器人驱动机构运动分析示意假定矿井救灾机器人运行过程中其履带不发生打滑，也不发生弹性变形，设（ｘＡ，ｙＡ），（ｘＢ，ｙＢ）分别表示机器人在Ａ点和Ｂ点的坐标，θ表示机器人的绝对速度方向与ｘ轴的夹角，ＬＡＢ表示机器人的运动轨迹ＡＢ间的长度，β表示机器人运行速度方向的变化，p舙膒瓶傻茫拢ǎ簦剑粒ǎ簦蹋粒拢悖铮螅郐龋ǎ簦拢荩拢ǎ簦剑粒ǎ簦蹋粒拢螅椋睿郐龋ǎ簦拢荩ǎ保┒允剑ǎ保┙星蟮即恚茫觯剑，
本文编号：2545043
【图文】：
器是矿井救灾机器人实现自主式定位的基础，本文在综合对比国内外典型传感器组合后，选择三轴加速度传感器、三维磁阻式电子罗盘、里程传感器和数字三轴陀螺仪作为自主定位系统的硬件基础；在综合对比国内外典型滤波方法的基础上，使用具备衰减指数因子的有限记忆卡尔曼滤波方法作为系统的控制策略。矿井救灾机器人使用传感器采集本体的角度信息、加速度信息及里程信息，使用平面几何方法和具备衰减指数因子的有限记忆卡尔曼滤波方法对采集到的定位信息进行处理，得到矿井救灾机器人具体的位置和姿态信息，系统构成如图１所示。图１矿井救灾机器人自主定位系统构成２基于多传感器信息融合的航行轨迹推算方法２．１矿井救灾机器人驱动机构运动分析矿井救灾机器人驱动机构运动分析示意如图２所示。基础的航行轨迹推算方法是周期性采样机器人的位移变化量和角度变化量，然后累加得到矿井救灾机器人的航行轨迹。图２矿井救灾机器人驱动机构运动分析示意假定矿井救灾机器人运行过程中其履带不发生打滑，也不发生弹性变形，设（ｘＡ，ｙＡ），（ｘＢ，ｙＢ）分别表示机器人在Ａ点和Ｂ点的坐标，θ表示机器人的绝对速度方向与ｘ轴的夹角，ＬＡＢ表示机器人的运动轨迹ＡＢ间的长度，β表示机器人运行速度方向的变化，p舙膒瓶傻茫拢ǎ簦剑粒ǎ簦蹋粒拢悖铮螅郐龋ǎ簦拢荩拢ǎ簦剑粒ǎ簦蹋粒拢螅椋睿郐龋ǎ簦拢荩ǎ保┒允剑ǎ保┙星蟮即恚茫觯剑，
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