「 机器人学 」“机器人定位技术”浅谈

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「 机器人学 」“机器人定位技术”浅谈

2024-07-16 20:43:30| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、前言

        机器人定位问题是在给定环境地图的前提下来确定机器人在环境中的位置,因此机器人定位问题又被叫做位姿估计问题或者位姿跟踪问题。

二、相对定位和绝对定位

        机器人的定位技术大致可以分为两类:相对定位和绝对定位。

相对定位是机器人通过给定的初始位姿,依靠内部传感器(里程计、陀螺仪等)来估算相对于前一时刻位姿的位移和航向角来确定当前位姿的一种技术,也被称为航位推算法。这种方法成本低、使用简单。当机器人移动距离较短时,这种方法是行之有效的。绝对定位可以在机器人初始位姿未知的情况下实现机器人的定位。常见的绝对定位方法主要有:GPS定位、路标定位、地图匹配等。绝对定位中,常用的位置计算方法有:三边测量法、模型匹配法、三角测量法等。绝对定位法简单、直接,但是造价高昂,而且仅限于室内使用,具有一定的局限性。

        相对定位与绝对定位这两种方法具有互补性,将两者结合后的组合定位法能够为机器人系统提供更为准确、可靠的位姿。

三、定位技术中的“数据关联”问题

        数据关联是机器人定位中一个很重要的过程。机器人在移动过程中,传感器会不断感知外界环境,并把得到的局部地图与全局地图进行比较,最后把局部地图融入到全局地图中,而这个融入的过程也就是数据关联的过程。

四、动态环境对机器人定位的影响

        在公共服务场合,常常存在密集的人流、环境设施的频繁变动和部分区域不可观察等情况,这些因素使得环境处于不断变化的状态。其原因主要源自两个方面:

环境中动态障碍物的存在导致环境模型变化较大;环境中的障碍物对传感器数据的遮挡导致环境数据和预期观察出入较大。

        这使得机器人在定位自身的时候,不应该完全依赖于当前观察和环境的匹配程度。我们需要让机器人感知到环境的动态程度,然后根据动态程度来适当的改变定位策略。针对动态环境机器人定位存在的数据遮挡和模型不一致问题,分别从里程计标定和环境自感知两个方面对***定位算法进行了改进。

五、基于环境感知的机器人定位

        用雷达判断周围环境的动态性,从而选择合适的控制策略。

六、融合定位后验证结果准确性的方法

        在机器人定位算法中,经多传感器融合后,如何验证结果的准确性,从以下两个方面描述:

与机器人的测距路径相比,校正路径的校正程度;校正路径与机器人实际路径的偏移程度;


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