移動機器人組合自主定向系統(tǒng)的研究及應用.pdf

1、論文以自制的移動機器人“探索者”為實驗平臺，對HMR3000電子羅盤進行了研究，分析了影響電子羅盤測量精度的誤差來源，并在此基礎(chǔ)上提出了相應的校正方法，而后對電子羅盤的實驗數(shù)據(jù)進行了噪聲誤差建模，用濾波算法實現(xiàn)了定向系統(tǒng)中傳感器的數(shù)據(jù)融合，設(shè)計一組合定向系統(tǒng)增強了移動機器人在未知環(huán)境下的定向及定位精度。 作為一種航向測量裝置，電子羅盤根據(jù)地磁原理計算磁航向角。導致電子羅盤的誤差因素很多，當電子羅盤安裝在載體上時，干擾磁場引起的磁

2、羅差是對航向精度影響最大也是最難以控制的誤差源。論文首先對影響電子羅盤HMR3000的磁羅差進行分析，針對電子羅盤不同的輸出方式，研究了八方向二乘法以及橢圓假設(shè)補償法兩種誤差補償方法。在對實驗采集的數(shù)據(jù)進行分析的基礎(chǔ)上，提出了針對不同實驗環(huán)境下采用不同誤差模型的區(qū)域八方向二乘法，并通過實驗驗證了誤差補償算法的有效性。 而后對電子羅盤數(shù)據(jù)進行噪聲誤差建模，將實驗采集數(shù)據(jù)繪制的曲線與理想的高斯曲線進行對比，實驗證明，理想情況下HMR

3、3000電子羅盤的噪聲誤著模型基本符合高斯曲線。為電子羅盤與角速率陀螺儀進行卡爾曼濾波提供了理論依據(jù)。 電子羅盤和角速率陀螺儀為航向系統(tǒng)中提供高品質(zhì)航向信息的基礎(chǔ)部件，為了獲得移動機器人的航向信息，需要考慮將兩種傳感器信息進行融合以獲得較精確的角度信息。論文中對卡爾曼濾波和無跡卡爾曼濾波分別進行了研究，通過將兩種濾波方法對角度融合的數(shù)據(jù)進行對比最后考慮采用卡爾曼濾波來進行數(shù)據(jù)融合。而后設(shè)計了一個以角速率陀螺儀為主傳感器，電子羅盤