微型移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的估計(jì)方法.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，微型移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展受到越來(lái)越多的關(guān)注。當(dāng)今微型移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)已經(jīng)集自動(dòng)控制、信息處理、檢測(cè)與轉(zhuǎn)化等多種專(zhuān)業(yè)技術(shù)于一身，成為當(dāng)前機(jī)器人研究的重點(diǎn)之一。在工程中對(duì)于微型移動(dòng)機(jī)器人成本、功耗、體積等方面的要求也是越來(lái)越高。傳統(tǒng)采用的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)微型移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的估計(jì)是利用了較高精度的陀螺來(lái)確定其位姿、加速度計(jì)來(lái)確定其位置。但是較高精度的傳感器在很大程度上造成了工程成本的提高，而低精度傳感器的定位準(zhǔn)

2、確度又達(dá)不到要求。在本文中采用的較低精度的傳感器，通過(guò)對(duì)各個(gè)傳感器自身特點(diǎn)的分析，對(duì)其進(jìn)行濾波融合，從而提高對(duì)微型移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的估計(jì)精度。本文的主要工作內(nèi)容為以下幾點(diǎn)：
　　(1)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究的現(xiàn)狀，以及常用的移動(dòng)機(jī)器人定位方法做了詳細(xì)的介紹，為下一步論文內(nèi)容的開(kāi)展和研究奠定基礎(chǔ)；
　　(2)對(duì)微型移動(dòng)機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)及所采用的傳感器進(jìn)行了說(shuō)明，并對(duì)各傳感器的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，建立了各傳感器

3、的數(shù)學(xué)測(cè)量模型；
　　(3)對(duì)多傳感器信息融合算法進(jìn)行了選擇，并詳細(xì)介紹了平淡卡爾曼濾波器，并在本文的應(yīng)用中引入了聯(lián)邦平淡卡爾曼濾波器；
　　(4)介紹了傳統(tǒng)捷連式慣性導(dǎo)系統(tǒng)的基本原理及常用坐標(biāo)，在本文中引入了多傳感器捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了本系統(tǒng)的特點(diǎn)及原理。
　　對(duì)聯(lián)邦卡爾曼濾波系統(tǒng)在位姿估計(jì)中的應(yīng)用和多傳感器捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明：在低精度多傳感器捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)仍能較好地滿(mǎn)足工程需要達(dá)