移動機(jī)器人目標(biāo)定位中多傳感器信息融合技術(shù)研究.pdf

1、移動機(jī)器人多傳感器信息融合技術(shù)是近年來興起的熱門研究課題，信息融合技術(shù)結(jié)合了計(jì)算機(jī)、傳感器、信號系統(tǒng)以及誤差分析等諸多學(xué)科的發(fā)展。在移動機(jī)器人進(jìn)行目標(biāo)定位的過程中，為了獲得更可靠或更精確的信息，需要使用多傳感器信息融合技術(shù)融合多個傳感器的感知數(shù)據(jù)；同時為了保證移動機(jī)器人的高能效利用率，需要使用能耗管理策略降低其能耗消耗。
　　本文主要是以移動機(jī)器人目標(biāo)定位中多傳感器信息融合技術(shù)作為研究重點(diǎn)，從信息融合估計(jì)誤差和移動機(jī)器人能耗管理兩

2、個方面對移動機(jī)器人目標(biāo)定位過程進(jìn)行了分析與探討。主要工作如下：
　　首先，本文對移動機(jī)器人國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及多傳感器融合技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹，分析研究了移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型、電源管理模型以及主要傳感器的工作原理，對移動機(jī)器人多傳感器信息融合技術(shù)的層次結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了闡述，并基于移動機(jī)器人目標(biāo)定位中所需的主要基礎(chǔ)模型進(jìn)行分析，如：坐標(biāo)系統(tǒng)模型、運(yùn)動模型、傳感器模型以及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型等，重點(diǎn)分析介紹了應(yīng)用在移動機(jī)器人多傳感器信息融合的相

3、關(guān)算法以及應(yīng)用在移動機(jī)器人嵌入式系統(tǒng)的電源管理策略。
　　其次，針對多傳感器信息融合領(lǐng)域中移動機(jī)器人目標(biāo)定位技術(shù)中易產(chǎn)生突發(fā)性誤差且累計(jì)的特性，運(yùn)用建立在擴(kuò)展卡爾曼濾波算法上狀態(tài)估計(jì)技術(shù)的信息融合方法進(jìn)行了分析?；谙嚓P(guān)信息融合方法的分析，針對移動機(jī)器人系統(tǒng)的非線性特性，采用輔助傳感器數(shù)據(jù)修正主傳感器融合結(jié)果的方法，來彌補(bǔ)現(xiàn)有控制累計(jì)誤差方法的不足，提出一種強(qiáng)調(diào)精準(zhǔn)度的改進(jìn)卡爾曼濾波策略來估測移動機(jī)器人的實(shí)際位置。通過仿真實(shí)驗(yàn)表明

4、，該策略在移動機(jī)器人目標(biāo)定位過程中處理突發(fā)性誤差的有效性。
　　再次，本文基于移動機(jī)器人系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)模型進(jìn)行分析研究，針對如何提高移動機(jī)器人信息融合系統(tǒng)中能耗效率的問題，運(yùn)用嵌入式電源管理模型對移動機(jī)器人目標(biāo)定位系統(tǒng)耗能進(jìn)行分析?；谀繕?biāo)定位系統(tǒng)能耗分析，針對移動機(jī)器人傳感在信息融合過程中缺乏根據(jù)QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）需求進(jìn)行能耗管理的現(xiàn)象，采用將目標(biāo)定位系統(tǒng)劃分成多種工作模塊組合并映射不同

5、QoS狀態(tài)的方法，提出一種應(yīng)用在移動機(jī)器人目標(biāo)定位系統(tǒng)中的系統(tǒng)動態(tài)能耗管理策略。通過實(shí)驗(yàn)分析，在不影響整體系統(tǒng)正常工作的情況下，該策略可以有效減少移動機(jī)器人的能量消耗，從而延長移動機(jī)器人的工作時間。
　　現(xiàn)象，采用將目標(biāo)定位系統(tǒng)劃分成多種工作模塊組合并映射不同QoS狀態(tài)的方法，提出一種應(yīng)用在移動機(jī)器人目標(biāo)定位系統(tǒng)中的系統(tǒng)動態(tài)能耗管理策略。通過實(shí)驗(yàn)分析，在不影響整體系統(tǒng)正常工作的情況下，該策略可以有效減少移動機(jī)器人的能量消耗，從而延