移動機器人GPS-INS組合導航系統(tǒng)設計.pdf

1、移動機器人系統(tǒng)是一類能夠通過傳感系統(tǒng)感知自身狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)，實現(xiàn)在復雜環(huán)境中面向目標的自主移動，從而完成特定作業(yè)功能的機器人系統(tǒng)。移動機器人導航技術是將移動機器人從起點引導到目的地的技術和方法。根據實際的工作環(huán)境，移動機器人有時需要利用多種導航技術進行組合導航來完成復雜環(huán)境下的導航任務。利用各導航技術性能上的互補性，將兩種或兩種以上的導航技術通過合理的融合方法組合在一起而構成組合導航系統(tǒng)，可以獲得更高的導航性能。
　　慣性導航系統(tǒng)

2、(INS)是一種完全自主的導航方式，不需要接收外來信息也不向外輻射任何信息，短期精度和穩(wěn)定性好，但是導航精度隨時間而發(fā)散。全球定位系統(tǒng)(GPS)是一種三維實時衛(wèi)星定位系統(tǒng)，導航定位具有全球性和高精度，且誤差不隨時間積累，但是信號容易受到干擾。慣性導航(INS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)在導航原理、誤差特性和輸出特性上均有很好的互補性，所以本文基于實際的移動機器人工作環(huán)境，針對工作環(huán)境中存在GPS信號干擾和機器人自身抖動的問題，設計移動機器

3、人GPS/INS組合導航系統(tǒng)。
　　本文介紹了移動機器人相關坐標系的定義和關系，建立移動機器人捷聯(lián)慣導運動模型和對應的誤差模型，并設計GPS干擾信息修正方案。研究卡爾曼濾波算法，分析擴展卡爾曼和無跡卡爾曼的原理和特性，構建描述移動機器人系統(tǒng)動態(tài)特性的狀態(tài)方程和描述量測的量測方程，分析量測噪聲特性，并消除量測信息中的干擾信息，保證量測信息的可靠性。設計組合導航系統(tǒng)的卡爾曼濾波器，模擬運動軌跡并根據提取到的模擬信息對移動機器人組合導航