传感器融合在多机器人合作定位中的应用.pdf

第 27卷 第 2期 科 技 通 报 Vo1．27 No．2 2011年 3月 BULLETIN 0FSCIENCE ANDTECHNOL0GY Mar．2011 传感器融合在多机器人合作定位中的应用 刘显荣 (华南理工大学 控制与优化 中心 ，广州 510640) 摘 要：机器人的定位技术是进行机器人环境探索、协调运动研究的前提，从信息融合的思想出发。提 出了一种融合多传感器信息的合作定位技术。首先，对两轮机器人的基本运动形式进行建模，并针对超 声波传感器建立了机器人之间的相对观测方程。然后 ，分别对机器人的内、外部传感器进行滤波和第一 级融合，得到 自身位姿和相对观测信息。最后，利用扩展卡尔曼滤波 (EKF)融合机器人的自身位姿和观 测信息，实现多机器人的合作定位 。实验结果表明，本合作定位能够使机器人之间互为路标 ，消除码盘 定位的累积误差，有效地提高机器人定位精度 。 关键词 ：传感器融合 ；多机器人系统 ；合作定位 ；扩展卡尔曼滤波 中图分类号：TP391．9 文献标识码：A 文章编号 ：1001—7119(2011)02—0277—05 ApplicationofSensorFusioninM ulti-robotCooperativeLocalization ． LIU Xianrong (CentreforControlandOptimization，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China) Abstract：Robotlocalizationisthepremiseofotherrobotresearch，suchasenvironmentexploreandmotioncoordination． Inspiredbyinformationfusion，anovelmuhi-robotcooperativelocalizationtechnoloyg ispresented，whichfusestherobot’ Smultiplesensordata．First，thebasicmotionfomr ofthetwo-wheelrobotwasmodeled，andtherelativeobservingofmru— lawasbuiltaimingattheultrasonicsensor．Thenfilteringandfirst-levelfusionwereappliedtorobotsproprioceptivena d exteroceptivesensors respectively，bywhichobtainedtherobot’Sproprioceptivelocationdaat andrelativeobservingdaat． Finally，therobot’Sproprioceptivelocationdataandobservingdatawerefusedbyextensionkalmanfilter(EKF)，andhte multi—robotcooperativelocalizationwasimplemented．Experimentresultdemonstratesthiscooperativelocalizationtech- nologycangettherobotstoofmr landmarksofreachother，eliminatetheaccumulateerrorfrom encoder，andimprovehte robotlocalizationaccuracyefficiently．