定位系统1

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1、移动机器人定位移动机器人定位--传感器和技术摘要确切的了解车辆的位置是移动机器人应用的一个基本问题。在寻找解决方案时，研究人员和工程师们已经开发出不同的移动机器人定位系统、传感器以及技术。本文综述了移动机器人定位相关技术，总结了七种定位系统：1.里程法；2.惯性导航；3.磁罗盘；4.主动引导；5.全球定位系统；6.地标式导航和7.模型匹配。讨论了各自的特点，并给出了现有技术的例子。移动机器人导航技术正在蓬勃发展，正在开发更多的系统和概念。因为这个原因，本文给出的各种例子只代表各自的种类，不表示作者的倾向。在文献上可以发现许多巧妙的方法，只是限于篇幅，本文不能引用。

2、1。介绍摘要概述了该技术在传感器、系统、方法和技术的目标，就是在一个移动机器人的工作环境中被找到。在测量文献中讨论这个问题，很明显，不同方法的基准比较是困难的，因为缺乏公认的测试标准和规范的比较。使用的研究平台大不相同，用于不同的方法的关键假设也大不相同。再进一步，困难源自事实上不同的系统是处在其发展的不同阶段。例如，一个系统已经可以商业化；而另一个系统，也许有更好的性能，却只能实验室条件下作有限的测试。正是由于这些原因，我们一般避免比较甚至判断不同系统或技术的表现。在这篇文章里，我们也不考虑自动引导车(AGV)。AGV使用磁带、地下的引导线、或地面上的彩色条纹在

3、作引导。这些小车不能自由设计路径，不能改变自己的道路，那样它们无法响应外部传感器输入（如避障）。然而，感兴趣的读者可能会在[Everett,1995]找到AGV引导技术调查。也许最重要的移动机器人定位文献的阅读结果，正是到目前为止，并没有真正完美的解决问题的方案。许多局部的解决办法大致分为两组：绝对的和相对的位置测量。因为缺乏一种完善的方法，开发移动机器人通常结合两种方法，从每个小组选一个方法。这些方法可以进一步分为以下七类:I：相对位置的测量（也称为Dead-reckoning）1。里程法2。惯性导航II：绝对位置测量（基于参考的系统）3。磁罗盘4。主动发射引导

4、5。全球定位系统6。地标式导航7。模型匹配2。传感器和技术概述传感器和技术概述在这部分中，我们将概述应用于移动机器人定位的传感器和技术，也将给出适用的商用系统的实例或证据充分的研究结果。2.1距离测量法距离测量法是目前应用最广泛的移动机器人定位导航方法，它提供了很好的短期精度，很便宜，并允许非常高的采样率。然而，它的基本的想法是在整个时间里累积增量运动信息，这样随着时间的推移，不可避免地导致无限积累误差。具体地说，定位误差将导致严重的横向位置误差，伴随机器人的行程，按比例增加。尽管有这些限制，大多数研究人员都认同距离测量是一个机器人的导航系统的重要的组成部分。如果

5、距离测量精度可以提高的话，导航的任务可以简化。例如Cox[1991]，Byrne等[1992]，Chenavier和Crowley[1992]，提出距离测量数据和绝对位置测量融合方法，以获得更可靠的位置估计。距离测量法是基于简单的等式（见[Borenstein等,1996a]），当驱动轮的转数可以变换成准确的相对于地面的直线位移时，它是精确的。然而，如因车轮打滑以及其他一些更偶然的原因，轮子旋转可能不是成比例的转化为线性运动。产生的误差可分为两类：系统误差和非系统误差[Borenstein和Feng,1996]。系统错误是那些源于机器人运动学的误差，例如轮子直径的

6、偏差或相对于理想轮距的不确定性。非系统误差是那些来自地板与车轮间的相互作用，例如车轮滑动或颠簸和裂缝。通常，当一个移动机器人安装了里程/地标混合式的导航系统，环境中必须放置的地标的密度，从经验上已经决定了基于最坏情况下的系统误差。一个或多个大型非系统误差发生时，这些系统都可能失败。2.1.1距离误差的测量距离误差在移动机器人中，一个重要但经常遇到的困难是距离误差的定量测量。缺乏明确定量的距离误差测量规范导致缺少移动平台的校准以及在科学交流上可比较的距离精度。为了解决这个问题，Borenstein和Feng[1995]开发出一种方法，定量测量系统的距离误差，以及在一

7、个有限的程度上的非系统误差。这个方法，称为密歇根大学基准（UMBmark），它要求移动机器人预先编程自动跟踪4x4米的正方形和四个现场90度转弯。这个过程是要在顺时针方向（cw）运动五次和逆时针方向（ccw）运动5次。2。。。。传感器和技术概述传感器和技术概述传感器和技术概述传感器和技术概述在这部分中，我们将概述应用于移动机器人定位的传感器和技术，也将给出适用的商用系统的实例或证据充分的研究结果。2.1距离测量法距离测量法距离测量法距离测量法距离测量法是目前应用最广泛的移动机器人定位导航方法，它提供了很好的短期精度，很便宜，并允许非常高的采样率。然而，它的基本的想

8、法是在整个