在移動機(jī)器人定位中光纖陀螺儀的誤差分析與建模.pdf

1、對于自主移動機(jī)器人,自我確定在環(huán)境中的位置是一項(xiàng)基本能力.在未知環(huán)境中,慣性定位方式是移動機(jī)器人定位系統(tǒng)中一種完全自主的定位方式并且是不可替代的,然而由于慣性定位器件的輸出漂移所帶來的累積誤差是實(shí)現(xiàn)有效定位的最大障礙,本文的主要內(nèi)容是針對光纖陀螺儀的誤差,誤差對定位的影響以及如何抑制誤差進(jìn)行了分析和研究.本文首先對基于多傳感器信息融合的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)平臺進(jìn)行了簡介,闡述了基于航跡推算的慣性定位原理,分析了光纖陀螺儀的漂移誤差對定位的

2、影響.目前,對慣性定位器件所帶來的累積誤差,基于卡爾曼濾波的組合導(dǎo)航是實(shí)現(xiàn)有效校正的最佳方式,其中各傳感器誤差模型的獲取是實(shí)現(xiàn)誤差校正的前提條件.本文在了解光纖陀螺儀的工作原理、誤差產(chǎn)生機(jī)理及其分布的情況下,利用E.core1000RD光纖陀螺儀的漂移測量數(shù)據(jù),結(jié)合目前各種光纖陀螺儀漂移分析的方法,在此基礎(chǔ)上采用時間序列分析方法進(jìn)行研究和分析,并且得出了一系列的結(jié)論.(1)光纖陀螺儀漂移是一個非平穩(wěn)隨機(jī)時間序列,它包含隨機(jī)漂移和常值漂移

3、,但是在溫度相對穩(wěn)定的情況下,其漂移近似為平穩(wěn)時間序列;(2)由于光纖陀螺儀漂移受環(huán)境溫度的影響,誤差模型具有時變性,其中,常值漂移量與溫度是一種非線性關(guān)系;(3)通過ARMA(AutoRegressive-Moving Average model)模型對漂移測量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型擬合,計算得出AR(1)為光纖陀螺儀漂移輸出的適用模型;(4)最后,結(jié)合移動機(jī)器人的工作特性,根據(jù)光纖陀螺儀漂移誤差模型具有時變特性,提出了基于遞推最小二乘的在線模