面向小型移動機器人的視軸穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)的研究.pdf

1、在機器人排爆這種特殊應(yīng)用場合，如何實現(xiàn)機器人可靠的自主導(dǎo)航是關(guān)鍵?；跈C器視覺的自主導(dǎo)航方式與傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航、拖線或無線遙控等引導(dǎo)方式相比具有行動靈活、抗干擾能力強的特點，更適合在復(fù)雜電磁環(huán)境以及戶外環(huán)境中應(yīng)用。但是，機器人戶外作業(yè)時候，機體的姿態(tài)因環(huán)境的作用會發(fā)生搖擺，使設(shè)備的成像質(zhì)量下降，導(dǎo)致目標(biāo)方位提取不準(zhǔn)確甚至丟失目標(biāo)，直接影響導(dǎo)航效果。因此必須將攝像機安裝在具有空間穩(wěn)定功能的視軸穩(wěn)定平臺上，隔離機體的姿態(tài)擾動。
　　本

2、文首先分析了視軸穩(wěn)定平臺隔離機體角度擾動的原理，在理論上根據(jù)車體坐標(biāo)系到視軸的角速度耦合關(guān)系，建立了載體角運動隔離方程，并根據(jù)實際情況確定了平臺結(jié)構(gòu)方案。然后針對平臺的應(yīng)用環(huán)境，從減小體積、減輕質(zhì)量、提高動態(tài)性能等方面進行了機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
　　由于微機電陀螺的輸出信號存在噪聲和隨機漂移，影響平臺視軸穩(wěn)定回路的穩(wěn)定效果。為此，對微機電陀螺的誤差模型進行了分析，并利用時間序列分析方法對其進行描述，建立了隨機誤差的自回歸模型。在此基礎(chǔ)

3、上分別利用滑動平均濾波和Kalman濾波進行了陀螺信號噪聲抑制處理，證明Kalman濾波方法具有較好的濾波效果。
　　為提高平臺對目標(biāo)的跟蹤性能，并使跟蹤回路具備抗短時視野遮擋的能力，引入了單機動目標(biāo)跟蹤的問題。首先對CA/CV模型、Singer模型和“當(dāng)前”統(tǒng)計模型進行了分析，并利用“當(dāng)前”統(tǒng)計模型描述了目標(biāo)運動狀態(tài)。然后利用基于“當(dāng)前”統(tǒng)計模型的自適應(yīng)Kalman濾波對目標(biāo)的運動參數(shù)進行濾波和預(yù)測，并達到了預(yù)期的效果。