移动机器人是如何定位的?看了就知道

发布者:CreativeDreamer最新更新时间:2017-09-12 来源: eefocus关键字:移动机器人  定位  传感器 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

移动机器人定位是确定其在已知环境中所处位置的过程,是实现移动机器人自动导航能力的关键。依据机器人所采用传感器类型的不同,其定位方式有所不同。目前应用较广泛的传感器有里程计、超声波、激光器、摄像机、红外线、深度相机、GPS定位系统等等。与其相对应的机器人定位技术可分成绝对定位、相对定位技术两大类。所谓的绝对定位是指采用导航标记、主(被)动标识、地图匹配、GPS等技术进行定位,精度较高。而相对定位是指通过度量机器人相对于起始位置的方向和距离来推断出机器人当前的位置信息,又称为航位推算法。

 

1.基于地图匹配的定位技术

基于地图匹配的机器人定位问题主要侧重分析机器人在地图上可能所处的位置的搜寻和辨别,其重点在于机器人能够感知获得所处局部环境的位置信息与已知地图中的位置环境信息相匹配。此外,基于地图匹配的机器人定位通常需要和其他定位方法相结合进而实现定位。基于深度视觉描述机器人所处环境的几何地图与基于卡尔曼滤]、粒子滤波的扫描匹配定位方法是与概率推断方法相结合的经典代表,且有成功的应用。

 

2.基于路标标识的定位技术

路标]具体是指有显著特征的,且能够被机器人上所安装传感器识别的一类物体的统称。人为设定的路标在机器人所处的三维空间中有自己本身固定的地理位置。因此,机器人定位的核心任务就是要可靠地、快速地辨识出路标,并计算出机器人所处地图中的实际地理位置。实际定位精度的高低主要取决于对路标标识的准确辨识以及对环境位置信息提取的准确快速程度。

 

3.基于概率估算的航位推算定位技术

在机器人定位过程中,存在许多不确定因素。比如机器人本身就具有不确定性、里程计误差的累积、传感器的噪声干扰以及机器人所处环境的复杂性、未知性等等。总之,由于这些不确定因素的存在,使得机器人定位变得较为更加复杂。近些年,许多研究学者把概率理论应用到机器人定位当中。核心思想就是根据当前为止所收集到的数据为已知条件,然后递归估计状态空间后验概率密度。其中,基于粒子滤波的概率估算实现机器人定位更加具有应用前景。粒子滤波,也称为序列蒙特卡罗,是20纪90年代中后期发展起来的一种崭新的滤波算法,其核心思想就是用随机样本来表述概率分布。Dallert等人将粒子滤波算法同机器人运动、感知的概率模型相结合,提出了机器人蒙特卡罗定位的思想。核心思想就是用一组滤波器去估计机器人的可能所处的位置,即处于该位置的概率。每一个滤波器对应有一个位置,再利用观测对每个滤波器加权处理,进而使得最有可能所处的位置的概率越来越高。

 

4.结论与展望

至今为止,室内机器人的定位问题仍是当前机器人学研究领域的核心问题之一,而今后的工作重点则是提高机器人的定位精度以及机器人完全实现自主定位,并且还要完善改进应用于定位算法的稳定性、快速性和有效性。机器人定位采用SLAM方法实施对未知环境地图的实时构建应用于地图匹配的定位、以及研究更加高效的重采样和自适应采样的粒子滤波定位算法有较好的应用前景。


关键字:移动机器人  定位  传感器 引用地址:移动机器人是如何定位的?看了就知道

上一篇:俄机器人逃跑,这是要“逆天”了吗?
下一篇:机器人加盟教育行业,到底该不该过教师节

推荐阅读最新更新时间:2024-05-03 01:39

什么是压电式传感器
什么是压电式传感器 是以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面上产生电荷,从而实现非电量测量。 压电传感元件是力敏感元件,所以它能测量最终能变换为力的那些物理量,例如力、压力、加速度等。 压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。近年来,由于电子技术的飞速发展,随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现,使压电传感器的使用更为方便。因此,在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。 一、压电效应 正压电效应 ( 顺压电效应 ) : 某些电介质,当沿着
[模拟电子]
什么是压电式<font color='red'>传感器</font>
图像传感器产能需求将继续保持增长
截至 2021 年底,全球图像传感器出货量为每月100万片200毫米等效晶圆。根据Knometa的《2022 年全球晶圆产能报告》显示,预计 2022 年图像传感器晶圆需求将增长 13%。 到 2026 年底,图像传感器的出货量预计将达到每月180万片200毫米等效晶圆。在预测期内,年均增长率为 12.5%,使图像传感器产能成为增长最快的领域之一。 尽管 Covid-19在 2020 年对图像传感器市场产生了负面影响,但 2021 年又恢复了增长。几乎所有领域对数字成像的需求都在增加,包括手机、汽车、机器视觉、安全摄像头、网络摄像头、无人机等。 日本的索尼是业界领先的 CMOS 图像传感器供应商,但三星和 SK
[传感器]
图像<font color='red'>传感器</font>产能需求将继续保持增长
基于振弦式传感器测频系统的设计
利用振弦式传感器测量物理量是基于其钢弦振动频率随钢丝张力变化,输出的是频率信号,具有抗干扰能力强,对电缆要求低,有利于传输和远程测量的特点。因此,可获得非常理想的测量效果。 1 振弦式传感器的工作原理 振弦式传感器由定位支座、线圈、振弦及封装组成。振弦式传感器可等效成一个两端固定绷紧的均匀弦,如图1所示。 振弦的振动频率可由以下公式确定: 其中S为振弦的横截面积,ρv为弦的体密度(ρv=ρ/s),△l为振弦受张力后的长度增量,E为振弦的弹性模量,σ为振弦所受的应力。 当振弦式传感器确定以后,其振弦的质量m,工作段(即两固定点之间)的长度L,弦的横截面积S,体密度ρv及弹性模量E随之确定,所以,由于待测物理量的作用
[传感技术]
指纹传感器未来五年压力不小 迎技术与价格混战
伴随移动支付业务的火爆,指纹识别技术已成为今天智 能手机的标配,而在CMOS图像传感器/TFT显示屏、超音波侦测等新技术的不断助推下,更让其市场迎来了发展的新春。     指纹传感器未来五年压力不小 迎技术与价格混战     据调研机构Yole预测,未来5年,指纹识别市场的复合年增率(CAGR)将达到19%,市场规模有望从2016年的28亿美元,增加到2022年的47亿美元。     Yole技术与市场分析师Guillaume Girardin表示,如今的指纹识别市场,大多来自于OEM厂对全玻璃设计与防水功能的需求。这促使CMOS/TFT、超音波侦测等新技术,将进一步用来侦测高整合型的指纹识别。     Guillaume G
[安防电子]
新型雷达目标模拟器将大多数自动驾驶路测转移到实验室
据外媒报道,自动驾驶汽车上的 传感器 必须极其可靠,因为未来自动驾驶汽车驾驶员不会再在驾驶过程中一直监控交通。过去,此类传感器经历了各种艰苦的道路测试。如今,德国弗劳恩霍夫高频物理与雷达技术研究所(Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques, FHR)推出了新型ATRIUM测试设备,可将大部分的此类道路测试转移到实验室。ATRIUM生成了非常接近与道路交通实际情况的人工环境,展示了汽车雷达传感器测试。 未来的汽车将可自动驾驶,乘客可像乘坐私人司机开的汽车,在车内交谈、看报或者观看视频。尽管自动距离控制等驾驶辅助系统已不再是市场上的新产品,
[汽车电子]
TE 携工业及医疗应用解决方案亮相2023深圳国际传感器与应用技术展览会
TE Connectivity携工业及医疗应用解决方案亮相2023深圳国际传感器与应用技术展览会 并就工业互联网生态建设与能源产业应用分享洞察 中国,深圳——2023年3月29日—— 连接和传感领域的全球行业技术企业TE Connectivity (以下简称“TE”)携多项工业、医疗和能源领域创新解决方案亮相2023深圳国际传感器与应用技术展览会,并将在展会期间的“2023国际工业互联网生态大会”和“能源产业传感器与应用技术高峰论坛”上进行主题分享 。展会于2023年3月29日至31日在深圳会展中心举行。TE展台位于7号馆(Hall 7)6D187展位,占地72㎡,是本届展会面积最大的展台之一。 传感器作为连接物理
[医疗电子]
TE 携工业及医疗应用解决方案亮相2023深圳国际<font color='red'>传感器</font>与应用技术展览会
低价Sensor Hub需求起,MCU厂力推Cortex-M0方案
    中低价智慧型手机品牌商正紧锣密鼓于新一代产品内建Sensor Hub功能,激励微控制器(MCU)业者加紧推出以Cortex-M0或Cortex-M0+核心开发而成的新产品,打造更经济实惠的Sensor Hub解决方案。 飞思卡尔(Freescale)市场开发行销经理王振中表示,现阶段已有中低价智慧型手机品牌商计划于新一代产品线中搭载Sensor Hub功能,预定于2014年底进入导入设计阶段,换言之,最快2015年支援Sensor Hub功能的中低价智慧型手机即会轮番上阵。 意法半导体(ST)台湾分公司微控制器产品行销经理杨正廉更进一步指出,不少智慧型手机品牌客户正加紧于新一代产品中导入Sensor Hub功能,预期至201
[手机便携]
汽车电子元件寿命一般为多久?
汽车电子元件的寿命可以受到多种因素的影响,包括使用环境、工作条件、质量和设计等。因此,很难给出一个准确的寿命时间。一般来说,汽车电子元件的寿命可以在几年到几十年之间。 在正常的使用条件下,一些常见的汽车电子元件,如传感器、控制模块和显示屏等,通常可以持续工作数年甚至更长时间。然而,一些电子元件可能会受到更严苛的环境和工作条件的影响,例如发动机控制单元(ECU)可能会受到高温和振动的影响,导致寿命缩短。 此外,汽车电子元件的质量和设计也会影响其寿命。高质量的电子元件和良好的设计可以提高元件的可靠性和寿命。因此,在购买汽车或更换电子元件时,选择可靠的品牌和供应商是很重要的。 总的来说,汽车电子元件的寿命是一个复杂的问题,受
[嵌入式]
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved