面向小型移動(dòng)機(jī)器人的視軸穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)的研究.pdf

1、在機(jī)器人排爆這種特殊應(yīng)用場(chǎng)合，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可靠的自主導(dǎo)航是關(guān)鍵。基于機(jī)器視覺(jué)的自主導(dǎo)航方式與傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航、拖線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)遙控等引導(dǎo)方式相比具有行動(dòng)靈活、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，更適合在復(fù)雜電磁環(huán)境以及戶(hù)外環(huán)境中應(yīng)用。但是，機(jī)器人戶(hù)外作業(yè)時(shí)候，機(jī)體的姿態(tài)因環(huán)境的作用會(huì)發(fā)生搖擺，使設(shè)備的成像質(zhì)量下降，導(dǎo)致目標(biāo)方位提取不準(zhǔn)確甚至丟失目標(biāo)，直接影響導(dǎo)航效果。因此必須將攝像機(jī)安裝在具有空間穩(wěn)定功能的視軸穩(wěn)定平臺(tái)上，隔離機(jī)體的姿態(tài)擾動(dòng)。
　　本

2、文首先分析了視軸穩(wěn)定平臺(tái)隔離機(jī)體角度擾動(dòng)的原理，在理論上根據(jù)車(chē)體坐標(biāo)系到視軸的角速度耦合關(guān)系，建立了載體角運(yùn)動(dòng)隔離方程，并根據(jù)實(shí)際情況確定了平臺(tái)結(jié)構(gòu)方案。然后針對(duì)平臺(tái)的應(yīng)用環(huán)境，從減小體積、減輕質(zhì)量、提高動(dòng)態(tài)性能等方面進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
　　由于微機(jī)電陀螺的輸出信號(hào)存在噪聲和隨機(jī)漂移，影響平臺(tái)視軸穩(wěn)定回路的穩(wěn)定效果。為此，對(duì)微機(jī)電陀螺的誤差模型進(jìn)行了分析，并利用時(shí)間序列分析方法對(duì)其進(jìn)行描述，建立了隨機(jī)誤差的自回歸模型。在此基礎(chǔ)

3、上分別利用滑動(dòng)平均濾波和Kalman濾波進(jìn)行了陀螺信號(hào)噪聲抑制處理，證明Kalman濾波方法具有較好的濾波效果。
　　為提高平臺(tái)對(duì)目標(biāo)的跟蹤性能，并使跟蹤回路具備抗短時(shí)視野遮擋的能力，引入了單機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的問(wèn)題。首先對(duì)CA/CV模型、Singer模型和“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行了分析，并利用“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型描述了目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。然后利用基于“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型的自適應(yīng)Kalman濾波對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行濾波和預(yù)測(cè)，并達(dá)到了預(yù)期的效果。