位姿检测技术在煤矿井下工作面巡检机器人中的应用

发布时间：2021-10-13 06:14

　　针对煤矿井下综采工作面巡检机器人实时定位难题,提出了一种基于多传感器信息融合的组合导航位姿检测方法。通过研究微机电系统（MEMS）捷联惯导的姿态导航算法和地磁导航算法,以地磁信息获得实时航向角信息,利用卡尔曼滤波融合多源信息来抑制航向角的漂移,结合四元数和改进的航姿参考系统算法,确定巡检机器人的姿态信息,实现机器人实时位姿测量。借助精密三轴转台和综采工作面实验平台,对组合导航位姿测量系统的静态漂移、动态误差以及振动工况对精度的影响进行了测试。实验结果表明:静态漂移的标准差不大于0. 02,测量精度较单一的位姿检测技术有所提高,达到应用要求。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(05)CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图2 位姿检测系统中导航计算原理框图

将姿态检测系统安装于三轴转台上，对比实验采用相同型号的捷联惯导传感器，将其安装于三轴转台上，静止放置，记录其连续输出的陀螺仪、加速度计和磁力计传感器数据。随后将同一组数据分别进行处理，结果如图3和图4。图4 融合后系统静止200 min姿态角

图3 AH106B MEMS捷联惯导静止2 min姿态角对比分析可知，单一惯导系统由于时间累积因素影响，定姿精度逐渐降低(如图3)，所测得姿态角成发散趋势，误差较大，仅2 min，航向角累积误差达3°;而融合了磁强数据的姿态检测系统，姿态角基本呈稳定趋势，静止200 min(约3.5 h)，其姿态角恒定，精度约为0.1°。分析各欧拉角的特征值，如表1所示，其标准差约为0.02，满足巡检机器人功能设计精度要求。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3434109