移動機器人GPS-INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、移動機器人系統(tǒng)是一類能夠通過傳感系統(tǒng)感知自身狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)，實現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境中面向目標的自主移動，從而完成特定作業(yè)功能的機器人系統(tǒng)。移動機器人導(dǎo)航技術(shù)是將移動機器人從起點引導(dǎo)到目的地的技術(shù)和方法。根據(jù)實際的工作環(huán)境，移動機器人有時需要利用多種導(dǎo)航技術(shù)進行組合導(dǎo)航來完成復(fù)雜環(huán)境下的導(dǎo)航任務(wù)。利用各導(dǎo)航技術(shù)性能上的互補性，將兩種或兩種以上的導(dǎo)航技術(shù)通過合理的融合方法組合在一起而構(gòu)成組合導(dǎo)航系統(tǒng)，可以獲得更高的導(dǎo)航性能。
　　慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

2、(INS)是一種完全自主的導(dǎo)航方式，不需要接收外來信息也不向外輻射任何信息，短期精度和穩(wěn)定性好，但是導(dǎo)航精度隨時間而發(fā)散。全球定位系統(tǒng)(GPS)是一種三維實時衛(wèi)星定位系統(tǒng)，導(dǎo)航定位具有全球性和高精度，且誤差不隨時間積累，但是信號容易受到干擾。慣性導(dǎo)航(INS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)在導(dǎo)航原理、誤差特性和輸出特性上均有很好的互補性，所以本文基于實際的移動機器人工作環(huán)境，針對工作環(huán)境中存在GPS信號干擾和機器人自身抖動的問題，設(shè)計移動機器

3、人GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　本文介紹了移動機器人相關(guān)坐標系的定義和關(guān)系，建立移動機器人捷聯(lián)慣導(dǎo)運動模型和對應(yīng)的誤差模型，并設(shè)計GPS干擾信息修正方案。研究卡爾曼濾波算法，分析擴展卡爾曼和無跡卡爾曼的原理和特性，構(gòu)建描述移動機器人系統(tǒng)動態(tài)特性的狀態(tài)方程和描述量測的量測方程，分析量測噪聲特性，并消除量測信息中的干擾信息，保證量測信息的可靠性。設(shè)計組合導(dǎo)航系統(tǒng)的卡爾曼濾波器，模擬運動軌跡并根據(jù)提取到的模擬信息對移動機器人組合導(dǎo)航