基于IMM-AF的GPS-INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)在移動(dòng)機(jī)器人中的應(yīng)用研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航研究是機(jī)器人領(lǐng)域的前沿?zé)衢T(mén)課題。由于移動(dòng)機(jī)器人使用單獨(dú)的INS系統(tǒng)或者GPS系統(tǒng)時(shí)都存在一定問(wèn)題，因此使用組合導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的定位受到越來(lái)越多的關(guān)注。針對(duì)組合導(dǎo)航在某些情況下定位定速的精度會(huì)降低，自適應(yīng)性差的問(wèn)題，研究如何提高組合導(dǎo)航的自適應(yīng)性很有必要。
　　首先，論文針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人單獨(dú)使用INS系統(tǒng)定位定速精度隨著時(shí)間增加而降低，以及單獨(dú)使用GPS系統(tǒng)定位定速精度易受環(huán)境影響而下降的問(wèn)題，使用KF法將GP

2、S和INS系統(tǒng)組合起來(lái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此組合導(dǎo)航系統(tǒng)與單獨(dú)使用INS系統(tǒng)相比，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都保持比較好的定位定速精度；與單獨(dú)使用GPS系統(tǒng)相比，可以改善GPS輸出精度受環(huán)境影響而變低的問(wèn)題。
　　其次，為了解決當(dāng)KF法里設(shè)計(jì)的量測(cè)噪聲與實(shí)際的不匹配時(shí)，組合導(dǎo)航定位精度會(huì)降低的問(wèn)題，引入了交互式多模型(Interacting Multiple Models,IMM)法替代KF法。設(shè)計(jì)了多個(gè)量測(cè)噪聲模型，來(lái)自適應(yīng)匹配實(shí)際過(guò)程。實(shí)驗(yàn)

3、結(jié)果表明，在實(shí)際的量測(cè)噪聲發(fā)生變化時(shí)，與KF法相比，此方法下的組合導(dǎo)航的自適應(yīng)性有所提升。
　　最后，為了進(jìn)一步提升移動(dòng)機(jī)器人使用組合導(dǎo)航定位的自適應(yīng)性，提出了交互式多模型自適應(yīng)濾波(Interacting Multiple Models-AdaptiveFilter,IMM-AF)法替代IMM方法。設(shè)計(jì)了一種可以根據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)調(diào)整量測(cè)噪聲的模型，來(lái)更好地自適應(yīng)匹配實(shí)際情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在實(shí)際的量測(cè)噪聲發(fā)生變化時(shí)，與IMM法相