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室内移动机器人导航中信息获取方法研究综述


技 术应 用 T cnqeadAp lcto  eh iu  n  p ia in 室 内移 动机 器 人 导航 中信 息获 取 方法 研 究综 述  U 王 琨  ~, 骆敏舟  。 江海 。 ,赵   1 中科 院合 肥 智 能 机 械研 究所 , 安 徽 合 肥 2 0 3  2 中 国科 学 技 术 大 学 自动 化 系 , 安 徽 合 肥 2 0 2  . 301

. 307 3 常 州 机 械 电子 工 程 研 究 所 , 江 苏 常 州 2 3 6 ) . 1 1 4  ■  摘 要 :应 用 传 感器 感知 环 境 信 息实 现 室 内移 动 机 器人 导航 是 自主 移 动 机 器 人 最 基 本 、也 是 最 关 键 的方 法 。本  文 对 室 内移 动 机 器 人 导 航 所 采 取 的信 息 获 取 方 法 进 行 了 综述 ,分 析 比较 了各 国 研 究 人 员 为 实现 室 内 自主 移 动  机 器 人 导 航 所 采 用 的 各 种 不 同 的信 息 获 取 方 法 及 多 传 感 器 融 合 算 法 。并 总 结 了 各 种 方 法 的优 缺 点 。 探 讨 了现  有 的信 息获 取 方 法 的存 在 的难 点 问题 , 并 提 出 了 该研 究 的 发展 方 向 。   关键 词 :信 息 获 取 ;导 航 ; 多 传 感 器 ; 信 息 融 合  0 引 言  机 器 人 导 航 即指 引 导 机 器 人 安 全 、 准 确 地 沿 着 选  定 的路 线 ,准 时到 达 目的 地 的 一 种 手段 。   机 器 人 的位 置 进 行 预 测 估 计 ,基 于 航 位 推 算 方 法 ,   于 跟 踪 机 器 人 的 运 动 轨 迹 。 另 一 类 是 采 用 外 部传 感   来 实 现 信 息 获 取 ,它 主 要 用 于 对 外 部 环 境 进 行 观 澳   是完 成 室 内机 器人 地 图构 建 、避 障 、 定位 的主 要  具 。 这 种 传 感 器 有 :激 光 、 声 纳 测 距 仪 、 超 声 波 、   外 技 术 和 摄 像 机 等 。 以下 对 于 基 于 传 感 器 导 航 技  导航主 要解 决的 问题 包括 : 1 )精确 获取机 器人  在 空 间 的位 置 、方 向 、环 境 信 息 ;2 )对 获取 信 息进 行  分析 和 环 境 建 模 ;3 )机 器 人 安 全 移 动 的 路径 规划 。 为  了 实 现 移 动 机 器 人 的 地 图构 建 、 定 位 、路 径 规 划 等 功  能,导航需要利用 各种传感器 ( 里程计 、超声波 、 如   用 传 感 器 进 行 介 绍 。分 类 解 释 内部 传 感 器 和 外 部 隹  器如何应用于室 内机器人导航 的信息获取。   1 1里 程 计   . 激 光测距仪 、视 觉传感器等 )检测 、分析 处理环境信  息 以实 现 移 动 机 器 人 自主 行走 。   该 方 法 是 在 移 动 机 器 人 的 车 轮 上 装 有 光 电 编  器 , 通 过 编 码 器 对 车 轮 转 动 圈 数 的记 录 来 计 算 机 器  的 位 置 和 姿 态 。 它 对 于 短 期 定 位 是 一 种 很 好 的定 位  法 。优 点 是 定 位 方 法 简 单 、易 实现 且 价 格便 宜 。 每     是 存 在 累 积 误 差 且 随 着 机 器 人 移 动 距 离 和 航 向角 

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