基于超宽带阵列与里程计的多机器人相对定位
精准的相对定位是实现多机器人协作与编队控制的关键.在弱全球定位系统(GPS)的室内环境中,视觉或激光雷达(LiDAR)通过特征匹配的方式确定机器人间相对位置,但在非视距环境下难以工作.针对这一问题,该文提出一种基于多超宽带(UWB)节点的移动机器人相对定位方法.首先,利用每个机器人携带的多个UWB节点构成UWB阵列,通过非线性优化实现移动机器人间相对姿态估计.为进一步提升估计精度,利用里程计对非线性优化结果进行约束,通过图优化算法对滑动窗口内的相对位姿与里程计进行优化,保证了算法的实时性.然而,图优化过程中难以确定相对位姿估计的误差,对定位结果影响较大.因此,利用粒子滤波融合里程计和滑动窗口优化后的相对位姿,进一步提升相对姿态估计的精度.实验结果表明,该方法在12×6 m的室内环境中,能够达到0.312 m的平均定位误差以及4.903°平均角度误差,且具有良好的实时性.
相对定位、非线性优化、图优化、滑动窗口、粒子滤波
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TP301.6;TP242.6(计算技术、计算机技术)
国家自然科学基金;国家重点研发计划
2022-10-27(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
共9页
3476-3484