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机械设计与制造2024年第10期:非平坦地形下移动机器人位姿精准估计研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:董作峰;叶玉刚;郑宪秋;秦冬冬;

单位:山西工程技术学院创新创业学院;桂林电子科技大学计算机与信息安全学院;

摘要:非平坦地形上移动机器人的姿态和运动变得更加复杂和多样化,导致机器人位姿估计精准度和效率降低,为此提出非平坦地形下移动机器人位姿精准估计方法。根据移动机器人的运动特性和约束条件获取运动学函数,将该函数输入Mahony算法,得到粗略的姿态估计值。将姿态估计值和里程计观测数据作为EKF算法的初始参数,通过滤波和融合处理进行位姿估计,结合PL-ICP点云匹配方法进一步更新位姿估计结果。将更新后的位姿估计作为EKF算法的先验估计,并与其他传感器数据进行融合,得到初步位姿估计结果。将初步位姿估计结果作为果蝇优化算法的优化目标,获取更加精准的移动机器人位姿估计结果。实验结果表明:所提方法能够在确保移动机器人稳定运行的基础上,有效提高其位姿估计的精准度和效率,取得了较好的应用效果。

关键词:移动机器人;;运动学函数;;位姿估计;;EKF算法;;PL-ICP点云匹配方法;;果蝇优化算法

基金资助:国家自然科学基金青年基金项目—新疆缓斜巨厚煤层季节性地表水保护开采研究(52104140);; 阳泉市重点研发计划项目—煤矿掘进盾构机刀盘的设计与创新(2020YF047);阳泉市重点研发计划项目—基于ROS技术的四足机器人研发与应用(2020YF036)