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移动机器人组合自主定向系统的研究及应用

更新时间：2020-04-15 15:58:43 大小：6M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：移动机器人 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

论文以自制的移动机器人“探索者”为实验平台，对HMR3000电子罗盘进行了研究，分析了影响电子罗盘测量精度的误差来源，并在此基础上提出了相应的校正方法，而后对电子罗盘的实验数据进行了噪声误差建模，用滤波算法实现了定向系统中传感器的数据融合，设计一组合定向系统增强了移动机器人在未知环境下的定向及定位精度。      作为一种航向测量装置，电子罗盘根据地磁原理计算磁航向角。导致电子罗盘的误差因素很多，当电子罗盘安装在载体上时，干扰磁场引起的磁罗差是对航向精度影响最大也是最难以控制的误差源。论文首先对影响电子罗盘HMR3000的磁罗差进行分析，针对电子罗盘不同的输出方式，研究了八方向二乘法以及椭圆假设补偿法两种误差补偿方法。在对实验采集的数据进行分析的基础上，提出了针对不同实验环境下采用不同误差模型的区域八方向二乘法，并通过实验验证了误差补偿算法的有效性。      而后对电子罗盘数据进行噪声误差建模，将实验采集数据绘制的曲线与理想的高斯曲线进行对比，实验证明，理想情况下HMR3000电子罗盘的噪声误著模型基本符合高斯曲线。为电子罗盘与角速率陀螺仪进行卡尔曼滤波提供了理论依据。      电子罗盘和角速率陀螺仪为航向系统中提供高品质航向信息的基础部件，为了获得移动机器人的航向信息，需要考虑将两种传感器信息进行融合以获得较精确的角度信息。论文中对卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波分别进行了研究，通过将两种滤波方法对角度融合的数据进行对比最后考虑采用卡尔曼滤波来进行数据融合。而后设计了一个以角速率陀螺仪为主传感器，电子罗盘为辅助传感器的组合定向系统，并通过实验说明滤波后的组合测向系统测量的角度信息更加准确。      该系统以单片机作为控制核心，电子罗盘和角速率陀螺仪分别被用来采集载体航向角度以及角速率数据，将这些数据进行相应的处理后，再以UART的串口通信方式传输给外设接口。实验证明该组合航向系统具有体积小、重量轻、工作性能可靠的特点，并有效地提高了航向测量的精度。

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1586937496移动机器人组合自主定向系统的研究及应用.pdf 6M

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