室內(nèi)移動機(jī)器人定位技術(shù)研究.pdf

1、定位是自主移動機(jī)器人解決各種復(fù)雜任務(wù)的關(guān)鍵，對于提高機(jī)器人自動化水平具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。機(jī)器人定位方法主要分為兩大類:相對定位和絕對定位。相對定位，指機(jī)器人在初始位置已知的情況下通過傳感器來得到自身的位置信息；而絕對定位是機(jī)器人在初始位置未知的情況下通過傳感器確定自己的位置。本文主要內(nèi)容包括：
　　首先，本文介紹了機(jī)器人定位的基礎(chǔ)模塊、圖像處理基本方法等預(yù)備知識，給出了機(jī)器人坐標(biāo)系的建立與變換、機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型和控制算

2、法。
　　其次，本文對相對定位中測程法的機(jī)器人模型和定位算法進(jìn)行研究和分析，搭建了零轉(zhuǎn)彎半徑的移動機(jī)器人平臺，針對機(jī)器人的航向信息，加入了電磁羅盤模塊，同時引入了卡爾曼濾波算法，使電磁羅盤的角度精確到±1°，為移動機(jī)器人提供更加可靠穩(wěn)定的航向信息，為基于編碼器和電磁羅盤的室內(nèi)移動機(jī)器人的定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位奠定了基礎(chǔ)，同時零半徑轉(zhuǎn)彎使得機(jī)器人在運(yùn)動過程中避障時不會引入額外誤差，進(jìn)一步說明此定位系統(tǒng)的合理性。
　　再次，在絕對定

3、位方面，根據(jù)現(xiàn)有資源和室內(nèi)定位的精度要求，提出了基于計算機(jī)視覺的全局定位系統(tǒng)，搭建了156cm×117cm的全局視覺定位平臺，通過固定在平臺正上方的一個第三視角攝像頭對實(shí)驗(yàn)平臺定期采樣，經(jīng)過一系列圖像處理，得到移動機(jī)器人頂部兩個色標(biāo)的圖像坐標(biāo)，再根據(jù)圖像坐標(biāo)和世界坐標(biāo)已知的兩個參考點(diǎn)，計算得出機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)平臺上的世界坐標(biāo)，得到機(jī)器人的位姿信息，從而完成定位。結(jié)果表明，視覺全局定位精度達(dá)到厘米級別，符合室內(nèi)移動機(jī)器人對定位精度的要求。