全區(qū)域覆蓋移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航中的誤差分析與校正.pdf

1、本文以全區(qū)域覆蓋移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究導(dǎo)航中的誤差分析與校正。導(dǎo)航技術(shù)是全區(qū)域覆蓋移動(dòng)機(jī)器人的核心技術(shù)，主要涉及傳感器技術(shù)及信息融合、定位技術(shù)、全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃。目前關(guān)于傳感器信息融合與全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃的理論研究取得了卓越成果，但是在全區(qū)域覆蓋移動(dòng)機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)行過程中，由于各類誤差的存在，使得這些算法的應(yīng)用效果不夠理想甚至失效。因此全區(qū)域覆蓋移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航中的誤差分析與校正顯得尤為重要。 本文以自主研制的全區(qū)域覆蓋

2、移動(dòng)機(jī)器人ZIMROB為研究平臺(tái)，針對(duì)基本區(qū)域的全區(qū)域覆蓋問題，將導(dǎo)航中的誤差分為三大類：傳感器引起的誤差、機(jī)械系統(tǒng)引起的誤差和環(huán)境因素引起的誤差。傳感器引起的誤差主要來源于編碼器和三維數(shù)字羅盤。文中在充分分析誤差成因的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了鑒相濾波電路用于消除由于抖動(dòng)引起的編碼器誤計(jì)數(shù)，并采用M/T測(cè)速法有效保證了測(cè)速精度。三維數(shù)字羅盤LP3300-232自帶校核程序，但只能滿足一般應(yīng)用的需要，為了提高導(dǎo)航精度，根據(jù)羅盤的性能特征，應(yīng)用最小二

3、乘法進(jìn)行精確校正。機(jī)械系統(tǒng)引起的誤差主要分為傳動(dòng)系統(tǒng)誤差和驅(qū)動(dòng)輪尺寸及安裝誤差。前者可通過專門的傳動(dòng)誤差測(cè)量系統(tǒng)予以確定，后者針對(duì)其中最重要的驅(qū)動(dòng)輪輪徑不一致及輪距不確定問題，利用著名的UMBmark法進(jìn)行校正。環(huán)境因素引起的誤差中最普遍的是驅(qū)動(dòng)輪非純滾動(dòng)引起的誤差，即打滑引起的誤差，本文討論了利用編碼器和三維數(shù)字羅盤進(jìn)行打滑辨識(shí)和誤差補(bǔ)償?shù)目尚行?。通過分析可知，編碼器與三維數(shù)字羅盤提供的信息能有效辨識(shí)與校正機(jī)器人直線運(yùn)動(dòng)和弧線運(yùn)動(dòng)中的