基于EKF的室內(nèi)機(jī)器人定位技術(shù)研究.pdf

1、在機(jī)器人研究領(lǐng)域中，機(jī)器人的自主移動是一個重要的研究分支。要實現(xiàn)此類型的機(jī)器人必須解決它的自主導(dǎo)航問題，而解決機(jī)器人的自主導(dǎo)航問題的關(guān)鍵就是解決機(jī)器人的定位問題。定位的實質(zhì)是位姿估計，實時確定機(jī)器人相對于運動起點和運動目標(biāo)的相對位置，為下一步運動規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。本文的主要內(nèi)容就是研究機(jī)器人的自主導(dǎo)航中的首要問題：定位。
　　本論文的研究目的是設(shè)計并實現(xiàn)一種室內(nèi)環(huán)境下的基于嵌入式操作系統(tǒng)的具有自定位功能的輪式機(jī)器人。本系統(tǒng)的工作流程是

2、：首先給機(jī)器人訓(xùn)練一條航線，并且讓它記錄下自己的運動航線。然后機(jī)器人就可以在訓(xùn)練的航線上運動和工作。為了保證機(jī)器人能獨立自主的連續(xù)工作，本系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了機(jī)器人的自動充電系統(tǒng)，機(jī)器人每次按照航線運動一周后，會自動搜尋充電座。當(dāng)機(jī)器人電量低于電量閾值時，會自動給自己充電。
　　機(jī)器人在按照訓(xùn)練的航線上運動時，可以由里程計和電子羅盤來實現(xiàn)定位和決定機(jī)器人的運動，這種模式下，機(jī)器人的運動會隨著運行時間的增長而越來越偏離訓(xùn)練的航線，定位效果

3、會隨著航線的增長而變差。所以本系統(tǒng)設(shè)計了一種結(jié)合里程計和參考路標(biāo)的定位算法：機(jī)器人通過攜帶的超聲波測距傳感器和電子羅盤來識別路標(biāo)，由已知的路標(biāo)位置推算自身的位姿，然后融合里程計和電子羅盤給出的定位數(shù)據(jù)來更新機(jī)器人的定位信息。這種結(jié)合多種傳感器的信息進(jìn)行運動控制的方式的關(guān)鍵問題就是數(shù)據(jù)融合問題。針對本系統(tǒng)的特點，本文選用了擴(kuò)展卡爾曼濾波算法實現(xiàn)。
　　本文的具體工作內(nèi)容如下：首先對自主機(jī)器人的發(fā)展背景和發(fā)展現(xiàn)狀還有機(jī)器人定位技術(shù)的發(fā)