基于多传感器信息融合的移动机器人定位技术研究

SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2008341.，，。“”。、，，。2.，，，，、。，，。，、，，。1。3.［1］。：、，。122，(xn，yn，θn)。xn、yn，θn。Δl，，（3.1）。：Δl，Δtiωt，，。xn=ni=0Σcosθi·Δlyn=ni=0Σsinθi·Δlθn=ni=0Σωi·ΔtiΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣ（3-1），（3.1）。，，，。4.，[2]，，。3。34.1（1）Xk，：Xk=［xn，vx，ax，yn，vy，ay］T（4-1），(xn，yn)；(vx，vy)xy；（ax，ay）xy，。CA[3]：x·x··x·····················=01000100000xx·x··00+00001w(t)（4-2）(211167)【】，。，、。。【】；；；StudyofLocalizationforMobileRobotbasedMulti-sensorInformationFusionGuXinyan(DepartmentofVehicleEngineering,NanjingInstituteofTechnology,Nanjing,jiangsu，211167)【Abstract】Localizationisthekeyproblemandthepreconditionoffinishingtasksforthemobilerobot.TheExtendedKalmanFilterisdesignedtofusetheinformationofthemilemeter,gyroscopeandcompasstoimproveprecisionoflocalizationofthemobilerobot.Thesimulationshowsthefiltercanimprovethecapacityofthelocalizationforthemobilerobot.【Keywords】mobilerobot;localization;multi-sensorinformationfusion;extendedkalmanfilter○○101SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION200834x，x·，x··、。w(t)。：X·k=AkXk+Wk（4-3）Ak=010000001000000000000100000010000000000000000000000000000000000000WkQ。T，，：Xk+1=Φk+1/kXk+Wk（4-4）Xk=［xn，vx，ax，yn，vy，ay］TΦk+1/k=1TT2200001T0000010000001TT2200001T000001000000000000000000000000000000000000（4-4）。（2）、。。（1），：l=n·Δl+λ（4-5）：Δl=πD6，D。：l=Tv2x+v2y姨+λ（4-6），λ，(0，σ2λ)。（2）HoneywellHMR3000，，±0.5°。：θ=θr+γ（4-7）：θ；θr；γ，(0，σ2γ)。：θ=arctanvxvy+γ（4-8）（3）HZ1-90-100A，，：ωg=ωr+η（4-9）：ωg；ωr；η。：η(t)=ηb(t)+ηr(t)+ηk(t)（4-10）：ηb(t)，ηb(t)=0；ηr(t)，3~9deg/h，ηk(t)，(0，σ2η)。：ωg=θT=arctanvxvyT+η（4-11）：Zk=lθωg姨姨=Tv2x+v2y姨arctanvxvyarctanvxvyT0000000000000000000000000000000000+λγ姨姨η（4-12），：Zk=H［Xk］+Vk（4-13）：Zk=［lkθkωk］TH［Xk］=Tv2x+v2y姨arctanvxvyarctanvxvyT0000000000000000000000000000000000，Vk=λkγkηkk姨，，H［Xk］X∧k/k-1，，：Zk=H［X∧k/k-1］+Hk［Xk-X∧k/k-1］+Vk（4-14）：Zk=HkXk+Vk+H［X∧k/k-1］-HkX∧k/k-1（4-15）：Hk=坠H［Xk］坠XkXk=X∧k/k-1=0h100h200h300h400h500h6姨姨0：h1=Tv∧x(k/k-1)v∧2x(k/k-1)+v∧2y(k/k-1)姨，h2=Tv∧y(k/k-1)v∧2x(k/k-1)+v∧2y(k/k-1)姨，h3=v∧y(k/k-1)v∧2x(k/k-1)+v∧2y(k/k-1)姨h4=v∧x(k/k-1)v∧2x(k/k-1)+v∧2y(k/k-1)，h5=1Tv∧y(k/k-1)v∧2x(k/k-1)+v∧2y(k/k-1)，h6=1Tv∧x(k/k-1)v∧2x(k/k-1)+v∧2y(k/k-1)（4-15）。（3）：X∧k+1/k=X∧k+1/k+Kk(Zk-H［X∧k+1/k］)X∧k+1/k=Φk+1/kX∧k/kKk=Pk+1/kHTK(HkPk+1/kHTK+R)-1Pk+1/k=Φk+1/kPk/kΦTk+1/k+QPk/k=(I-KkHk)Pk/k-1∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧∧（4-16）：P—；K—；R=E［Vk，VTk］；Q=E［Vk，WTk］。5.，，。：，。4，，。：，，5。，。○○102SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION200834（128）RX＝R01000，。，Rx，，。，。，，65dBm，－25dBm“”。、，、，，。【】［1］《》．．．．1991．［2］《》．．．．．．1996．［3］《》．．．．1997．：，1998，，。：41。［：］●45，，，。，GPS，GPS，GPS，。【】［1］.［D］:［］.:,2005.［2］，，.［J］.,2000,13(3),248-253.［3］.［M］.:，1991.8.［4］，.［J］.，2005.4.［5］.［D］:[].:,2002.：（1977—），，，，，。［：］●○○103