多傳感器信息融合-在線瀏覽
2025-03-04 16:39本頁(yè)面
【正文】 程計(jì)是一種相對(duì)定位傳感器，它通過(guò)累計(jì)計(jì)算得到定位信息，缺點(diǎn)是存在累計(jì)誤差問(wèn)題，因此，可結(jié)合絕對(duì)定位傳感器，如超聲傳感器等，提供較準(zhǔn)確的定位。目前的趨勢(shì)是：根據(jù)傳感器的可靠性。本文采用擴(kuò)展卡爾曼濾波( EKF) 技術(shù)，將里程計(jì)和超聲波傳感器所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合定位。將整個(gè)機(jī)器人本體看作一個(gè)剛體， 車輪視為剛性輪，并在運(yùn)動(dòng)不是太快而轉(zhuǎn)彎半徑較大時(shí)， 不考慮車輪與地面?zhèn)认蚧瑒?dòng)的情況，其簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)學(xué)模型如圖1 所示。相交于點(diǎn)OR的 2個(gè)軸分別定義為XR和YR軸。可以將機(jī)器人的姿態(tài)描述為具有這3個(gè)元素的向量：。移動(dòng)機(jī)器人的角速度。2 傳感器觀測(cè)模型的建立 2．1 里程計(jì) 里程計(jì)的工作原理是根據(jù)安裝在2個(gè)驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)上的光電編碼器來(lái)檢測(cè)車輪在一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧度，進(jìn)而推算機(jī)器人相對(duì)位姿的變化。則機(jī)器人移動(dòng)的距離， 機(jī)器人轉(zhuǎn)過(guò)的角度。 2．2 超聲波傳感器 超聲波傳感器的基本原理是發(fā)送(超聲)壓力波包，一般為4045kHz，當(dāng)波包遇到物體后，就會(huì)被反彈回，通過(guò)測(cè)量該波包反射和回到接收器所占用的時(shí)間，引起反射的物體距離 d可以根據(jù)聲音傳播速度 C和飛越時(shí)間 t 進(jìn)行計(jì)算 （5） 其模型可簡(jiǎn)化為在一個(gè)固定的波帶開(kāi)放角方位之內(nèi)，傳感器到莫一物體的最短距離。設(shè)第i只超聲波傳感器在OR XR YR坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為，其方向（與軸的夾角）為。超聲波的測(cè)量原理如圖2所示圖 2 超 聲波傳感器的測(cè)量示意圖設(shè)，為超聲波傳感器的波帶開(kāi)放角。如果超聲波傳感器測(cè)出的數(shù)據(jù)超出了其測(cè)量范圍，則超出范圍的數(shù)據(jù)也要去除。 可以得到該多傳感器系統(tǒng)的隨機(jī)觀測(cè)模型為 （8）
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