面向小型移動機器人的視軸穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)的研究.pdf

1、在機器人排爆這種特殊應用場合，如何實現機器人可靠的自主導航是關鍵。基于機器視覺的自主導航方式與傳統(tǒng)的GPS導航、拖線或無線遙控等引導方式相比具有行動靈活、抗干擾能力強的特點，更適合在復雜電磁環(huán)境以及戶外環(huán)境中應用。但是，機器人戶外作業(yè)時候，機體的姿態(tài)因環(huán)境的作用會發(fā)生搖擺，使設備的成像質量下降，導致目標方位提取不準確甚至丟失目標，直接影響導航效果。因此必須將攝像機安裝在具有空間穩(wěn)定功能的視軸穩(wěn)定平臺上，隔離機體的姿態(tài)擾動。
　　本

2、文首先分析了視軸穩(wěn)定平臺隔離機體角度擾動的原理，在理論上根據車體坐標系到視軸的角速度耦合關系，建立了載體角運動隔離方程，并根據實際情況確定了平臺結構方案。然后針對平臺的應用環(huán)境，從減小體積、減輕質量、提高動態(tài)性能等方面進行了機械結構的設計。
　　由于微機電陀螺的輸出信號存在噪聲和隨機漂移，影響平臺視軸穩(wěn)定回路的穩(wěn)定效果。為此，對微機電陀螺的誤差模型進行了分析，并利用時間序列分析方法對其進行描述，建立了隨機誤差的自回歸模型。在此基礎

3、上分別利用滑動平均濾波和Kalman濾波進行了陀螺信號噪聲抑制處理，證明Kalman濾波方法具有較好的濾波效果。
　　為提高平臺對目標的跟蹤性能，并使跟蹤回路具備抗短時視野遮擋的能力，引入了單機動目標跟蹤的問題。首先對CA/CV模型、Singer模型和“當前”統(tǒng)計模型進行了分析，并利用“當前”統(tǒng)計模型描述了目標運動狀態(tài)。然后利用基于“當前”統(tǒng)計模型的自適應Kalman濾波對目標的運動參數進行濾波和預測，并達到了預期的效果。