多传感器融合的室内机器人惯性导航定位研究

多传感器融合的室内机器人惯性导航定位研究随着社会的发展科学技术水平的进步,室内移动机器人得到了大量应用。但是在室内移动机器人导航定位上存在几个矛盾的问题,定位精度、制造成本、实现复杂程度。

室内移动机器人不同于室外机器人,室内是一个封闭狭小的空间,无法利用

如GPS,北斗一类的卫星导航和定位。目前室内移动机器人应用较多的是家庭服

务机器人和仓储机器人,应用最多的驱动方式是轮式移动方式,主要的导航方式

是陀螺仪,里程计,加速度传感器组合的惯性导航,以及磁导航,轮式移动机器人

轮子的配置有两轮,三轮,四轮之分。

不同的配置有着不同的优缺点,根据不同的应用条件可以选择不同的配置。本文根据研究目标,选择了三轮配置的室内移动机器人作为载体,其驱动方式选

择了两轮差速移动驱动方式。

本文在所选的机器人平台上根据平台特性利用全新的导航方式,提高了室内机器人的导航定位精度。本文主要的研究内容有以下几点:1.研究了机器人平台及其运动模型:本文选择的机器人平台是两轮差速移动机器人,其特点是结构简单,驱动控制简单,应用广泛。

其运动学模型只需要分析两驱动轮的速度,适合本文所需要构建的导航系统。

2.提出了融合激光图像位移传感器和地磁传感器的导航定位系统:本文的导航系统是激光图像位移传感器,姿态模块和里程计,其中激光图像位移传感器用于检

测机器人移动位移,姿态模块包括地磁传感器,陀螺仪,加速度计,用于检测机器

人姿态角,里程计检测机器人移动速度。

利用卡尔曼滤波将上述传感器信息融合实现导航定位。3.根据设计的导航定

位系统实现导航定位:根据构建的系统需要将所有传感器的信息进行采集分析处理,本文利用微软的VC++开发环境采集传感器数据,利用MATLAB实现数据的融合,实现导航定位。