一种基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统技术方案

技术编号:40956869 阅读:18 留言:0更新日期:2024-04-18 20:33
本发明专利技术提供一种基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,涉及智能机器人自主导航领域,为解决现有的基于粒子滤波的地磁/里程计定位系统在连续工作时,因地磁数据噪声过大,可能会导致误匹配,甚至滤波发散的问题。包括:地磁场采集模块用于采集地磁场强度数据,并将采集的数据发送到定位模块;里程采集模块用于采集机器人驱动轮转过的角度和位移数据,并数据发送到定位模块;定位模块用于对地磁场强度数据和机器人驱动轮转过的角度和位移数据进行解算,以进行实时定位,将定位结果存储在存储模块并发送至上位机;存储模块用于存储地磁场强度数据和定位结果数据,并将地磁基准图发送至定位模块;上位机用于对定位结果进行实时监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能机器人自主导航,具体而言,涉及一种基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统


技术介绍

1、目前移动机器人已经用于社会发展的各个领域,如工厂、医院、家庭、展览馆等。机器人通过传感器感知周围环境和自身状态,在具有碍障物的环境中,按照一定的行为约束条件自主规划运动轨迹,实现从起始位置到目标位置的无碰撞自主运动。

2、快速、准确地实现全局定位对于提高移动机器人自主性和灵活性有着特别重要的意义。轮式里程计是一种用于测量移动车辆行驶距离和方向的方法,使用编码器来测量车轮的旋转角度,并结合车辆的几何参数来计算车辆的位移和方向变化。通过累积每个车轮的旋转角度,可以得到车辆的整体位移和方向。轮式里程计在是一种低成本、实时的定位方法,然而,轮式里程计存在误差积累的问题,例如轮子滑动、变形、地面不平等因素都会对测量结果产生影响。因此,在实际应用中,轮式里程计通常需要与其他传感器进行融合,以提高定位的准确性和鲁棒性。

3、地磁辅助导航是一种利用地球磁场信息进行导航的技术,其原理是通过识别和匹配不同区域的地磁场特征,从而实现对于机器人或车本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述定位系统包括:地磁场采集模块、里程采集模块、定位模块、存储模块和上位机;

2.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述地磁场采集模块包括三轴磁力计,所述三轴磁力计安装于机器人上。

3.根据权利要求2所述的基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述里程采集模块包括两个轮式里程计,两个轮式里程计分别安装在机器人的左、右驱动轮上。

4.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述定位系统还包括数据传输模块,...

【技术特征摘要】

1.一种基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述定位系统包括:地磁场采集模块、里程采集模块、定位模块、存储模块和上位机;

2.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述地磁场采集模块包括三轴磁力计,所述三轴磁力计安装于机器人上。

3.根据权利要求2所述的基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述里程采集模块包括两个轮式里程计,两个轮式里程计分别安装在机器人的左、右驱动轮上。

4.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述定位系统还包括数据传输模块,用于将定位模块的定位结果发送至上位机。

5.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的差速机器人地磁辅助定位系统,其特征在于,所述定位模块配置有初步定位模型和定位误差修正模型,所述初步定位模型基于粒子滤波算法,以预先获得的起点和起点偏航角θ作为输入,初始化粒子集合p和粒子权重集合,输入采集的地磁场强度值f、角度偏移a和位移s,随机生成n个粒子,粒子的分布区域在扇形区域限制范围内,以机器人运动模型计算粒子对应位置,通过计算粒子权重,得到初步定位结果,所述定位误差修正模型基于mag...

【专利技术属性】
技术研发人员:于牧童周志权罗清华王晨旭焉晓贞刘博源苏宇昊杨隆鑫
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海
类型:发明
国别省市:

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