移動(dòng)機(jī)器人GPS-INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)是一類(lèi)能夠通過(guò)傳感系統(tǒng)感知自身狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境中面向目標(biāo)的自主移動(dòng)，從而完成特定作業(yè)功能的機(jī)器人系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)是將移動(dòng)機(jī)器人從起點(diǎn)引導(dǎo)到目的地的技術(shù)和方法。根據(jù)實(shí)際的工作環(huán)境，移動(dòng)機(jī)器人有時(shí)需要利用多種導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行組合導(dǎo)航來(lái)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(bǔ)性，將兩種或兩種以上的導(dǎo)航技術(shù)通過(guò)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(lái)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(shí)間而發(fā)散。全球定位系統(tǒng)(GPS)是一種三維實(shí)時(shí)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(shí)間積累，但是信號(hào)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(bǔ)性，所以本文基于實(shí)際的移動(dòng)機(jī)器人工作環(huán)境，針對(duì)工作環(huán)境中存在GPS信號(hào)干擾和機(jī)器人自身抖動(dòng)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)移動(dòng)機(jī)器

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