《機(jī)器人導(dǎo)航概述》ppt課件-文庫吧
2025-04-15 22:10 本頁面
【正文】 部分組成。工作時，激光經(jīng)過旋轉(zhuǎn)鏡面機(jī)構(gòu)向外發(fā)射，當(dāng)掃描到由后向反 射器構(gòu)成的合作路標(biāo)時，反射光經(jīng)光電接收器件處理作為檢測信號，啟動數(shù)據(jù)采集程序讀取旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的碼盤數(shù)據(jù)（目標(biāo)的測量角度值），然后通過通訊傳遞到上位機(jī) 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)已知路標(biāo)的位置和檢測到的信息，就可以計(jì)算出傳感器當(dāng)前在路標(biāo)坐標(biāo)系下的位置和方向，從而達(dá)到進(jìn)一步導(dǎo)航定位的目的。l6)衛(wèi)星導(dǎo)航GPS全球定位系統(tǒng)是以距離作為基本的觀測量 ,通過對 4顆 GPS衛(wèi)星同時進(jìn)行偽距離測量 ,計(jì)算出用戶 (接收機(jī) )的位置。機(jī)器人通過安裝衛(wèi)星信號接收裝置 ,可以實(shí)現(xiàn)自身定位 ,無論其在室內(nèi)還是在室外。l GPS概述 1l GPS即全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）。簡單地說，這是一個由覆蓋全球的 24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以保證在任意時刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時觀測到 4顆衛(wèi)星，以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度，以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時等功能。l GPS概述 2l 全球定位系統(tǒng) (GPS)是 20世紀(jì) 70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) l GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成：空間部分—GPS 星座；地面控制部分 — 地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分 —GPS 信號接收機(jī)。l GPS構(gòu)成 ： ① 空間部分l GPS的空間部分是由 24顆工作衛(wèi)星組成 ,它位于距地表 20200km的上空 ,均勻分布在 6個軌道面上 (每個軌道面 4顆 ),軌道傾角為 55176。l GPS構(gòu)成 ： ② 地面控制部分l 地面控制部分由一個主控站 ,5個全球監(jiān)測站和 3個地面控制站組成。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù) ,計(jì)算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參數(shù) ,然后將結(jié)果送到 3個地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時 ,把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。l GPS構(gòu)成 ： ③ 用戶設(shè)備部分l 用戶設(shè)備部分即 GPS信號接收機(jī)。 GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的目的在于更換外電源時不中斷連續(xù)觀測。在用機(jī)外電源時機(jī)內(nèi)電池自動充電。關(guān)機(jī)后，機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲器供電，以防止數(shù)據(jù)丟失。定位技術(shù) l 定位問題是指移動機(jī)器人在移動過程中如何確定自己的位置。就像我們找路一樣，必須先知道自己在那里，然后才能規(guī)劃怎么走 l 相對定位技術(shù)l 相對定位技術(shù)成本低，可行性較高，對外部環(huán)境無特殊要求，但定位誤差會隨時間的累積而不斷增長，通常采用卡爾曼濾波法加以改進(jìn)或采用多種傳感器信息融合的方法獲得較為精確的位姿 l 絕對定位技術(shù) l 絕對定位系統(tǒng)雖不存在累積誤差，但一般比較復(fù)雜，成本較高相對定位技術(shù)l (1)測距法：采用光電編碼器、里程計(jì)和航向陀螺儀。計(jì)算每個采樣周期車輪移動路程之和。優(yōu)點(diǎn)是良好的短期精度、低廉的價格和較高的采樣速率。(2)慣性導(dǎo)航法：采用陀螺儀和加速度計(jì)。陀螺儀測量回轉(zhuǎn)速度（角速度），加速度計(jì)測量加速度。通過分別對時間進(jìn)行一次積分和二次積分即可獲得偏移的距離和角度。相對定位技術(shù)的缺點(diǎn)：累積誤差會很嚴(yán)重，不適合長距離或者長時間的定位，可以與絕對定位技術(shù)相結(jié)合 絕對定位技術(shù) ：(1)全球定位系統(tǒng)（ GPS）(2)陸標(biāo)定位：自然陸標(biāo)定位和基于人工陸標(biāo)（超聲波發(fā)射器、激光反射板等）定位。陸標(biāo)位置已知。(3)基于已知地圖的定位：地圖匹配定位技術(shù)。根據(jù)自身探測的周圍環(huán)境信息構(gòu)建局部地圖，然后將局
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