基于LPMS-B的機器人末端姿態(tài)檢測試驗研究.pdf

1、運動物體的姿態(tài)檢測，常采用的設(shè)備有激光跟蹤儀和姿態(tài)傳感器。激光跟蹤儀能高精度的檢測運動物體的姿態(tài)，但是由于其價格昂貴，而無法得到廣泛的應(yīng)用。姿態(tài)傳感器由于價格適中以及其所具備的良好的動態(tài)性能被廣泛運用于運動物體的姿態(tài)檢測，比如無人機導(dǎo)航系統(tǒng)、車輛系統(tǒng)以及機器人控制系統(tǒng)等。因此，基于傳感器的姿態(tài)檢測系統(tǒng)具有巨大的應(yīng)用潛力，是一個值得深入研究的方向。本文就陀螺儀、加速度計和磁強計構(gòu)成的九軸無線姿態(tài)傳感器(LPMS-B)檢測系統(tǒng)的姿態(tài)解算和數(shù)

2、據(jù)融合算法進行研究，并基于OTC機器人平臺進行測試實驗，研究內(nèi)容如下:
　　(1)對姿態(tài)檢測的相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀進行介紹，包括姿態(tài)傳感器與檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、姿態(tài)解算算法和數(shù)據(jù)融合算法的研究成果。
　　(2)對提高機器人末端姿態(tài)檢測精度的數(shù)據(jù)融合方法進行研究，闡述了基于四元數(shù)的姿態(tài)更新算法、改進的高斯牛頓算法(IGN)，并在此基礎(chǔ)上進行卡爾曼濾波和互補濾波數(shù)據(jù)融合，提出了構(gòu)建基于LPMS-B及相關(guān)數(shù)據(jù)融合算法的檢測方法以實現(xiàn)機

3、器人末端姿態(tài)的精確檢測。為了能夠更好的進行機器人末端姿態(tài)檢測，設(shè)計了基于陀螺儀的機床實驗和基于加速度計的電梯實驗，以此驗證陀螺儀和加速度計采集數(shù)據(jù)的有效性。
　　(3)基于OTC機器人平臺進行測試實驗，分別設(shè)計了機器人單軸轉(zhuǎn)動實驗和機器人多軸聯(lián)動實驗，通過改進的高斯牛頓算法、基于改進的四元數(shù)卡爾曼濾波數(shù)據(jù)融合算法和基于改進的四元數(shù)互補濾波數(shù)據(jù)融合算法進行姿態(tài)解算，并對比解算結(jié)果，得出基于改進的四元數(shù)互補濾波數(shù)據(jù)融合算法為最優(yōu)姿態(tài)解