机器人作文1
初三 其它 1085字 334人浏览 恶鬼见了愁

移动机器人定位方法简述

移动机器人在完成其移动过程中,需要解决三个主要问题。也就是“我”在何处? “我”要往何处走?“我”要到达何处?其中,第一个问题,也就是移动机器人的定位问题,是这三个问题的基本,是移动机器人导航的前提。

定位问题是指移动机器人通过对内部状态的检测或对外部环境的感知估算自身位置和姿态的过程。从定义中可以看出来,定位依靠的主要是内部与外部的传感器,根据对自己运动状态的累加或通过外部环境对自己的位置进行定位。目前,根据定位方式和传感器的不同,移动机器人的定位技术可以大致分为五大类:航迹推算、信号灯定位、基于地图的定位、路标定位、基于视觉的定位。本文将简要介绍前三种方法

航迹推算技术就是一种通过对自己状态的累加获得自己位置的一种方法。这种方法的关键就在于测量出机器人单位时间内移动过的距离,以及这段时间内其航向的变化。然后通过对位移向量的叠加,得出机器人相对与原点的坐标与其方向,从而实现移动机器人的定位。虽然这种方法有着方法简单成本低等优点,但他也有一个非常明显的缺点。由于这种方法是对自身状态的一种叠加,因此计算过程中不可避免的误差会随着时间的累积不断变大。

信号灯定位系统主要用于船只和飞行器的导航定位。这种定位方法的实现依赖于一组安装在环境中的信号灯。主要通过三边测量技术与三角测量技术(也就是移动机器人相对于信号灯的距离或夹角)实现目标机器人在以至少三个信号灯构建的坐标系内的坐标。由于信号灯的信息已知,从而实现了移动机器人的定位。虽然相对于上种方法来说,测量精度有了很大的提高,避免了误差的积累。但由于要提前安装并维护信标,导致了这种定位的方法花费较大,并且无法在未知的环境中使用。

基于地图的定位系统是建立在已知环境中的一种定位方法。这种方法首先需要我们构建以个精确的地图。然后我们通过移动机器人上的传感器获取它所在位置的信息。然后将所获信息与已知地图相比对,从而获得其在已知地图中的位置。虽然这种方法在一些环境中有自己的优势,但由于测量过程中会有噪声的存在,以及周围环境会发生变化,当获取的信息不够多时,容易出现一些误差。因此,为了保证准确率,需要大量的数据,因此大的计算量就成为了这种方法的一个缺点。

以上所述的三种方法各有自己的优缺点,但都有自己的意义和发展潜力。今后的发展方向将在单种方法的不断完善的基础上,发展出多种方法相结合的综合方法。

参考文献

[1]陶敏等 《移动机器人定位技术》[J]火力与指挥控制 2010,35(7)

[2]赵翊捷,陈卫东 《基于地图的移动机器人定位技术新进展》[J]上海交通大学学报 2002,36(10)