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题名基于优化紧耦合VIO的四足机器人精准定位研究
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作者
汤文俊
高芳征
黄家才
汪涛
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机构
南京工程学院自动化学院
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出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2024年第8期1485-1495,共11页
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基金
国家自然科学基金面上项目(61873120)
江苏省重点研发计划课题项目(BE2021016-5)
+2 种基金
江苏省自然科学基金面上项目(BK20201469)
江苏省高等学校自然科学研究重大项目(20KJA5100070)
江苏省研究生实践创新计划项目(SJCX21_0929)。
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文摘
针对足式机器人仅依靠自身腿足式结构获取里程信息难于实现其精确定位这一问题,基于优化思想将双目视觉获取的图像特征信息和惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的惯性数据进行有效融合,提出一种紧耦合的双目视觉惯性里程计技术,实现四足机器人的室内外精准定位。该技术的突出优势在于,它既能有效缓解机器人移动速度过快导致的图像模糊以及动态场景的错误匹配问题,又能有效抑制惯性测量的漂移。利用实验室的四足机器人搭建物理平台进行实验验证,结果表明,无论是在室内还是室外环境下,设计的视觉惯性里程计都可实现四足机器人的高精度、高鲁棒性定位,即实验结果验证了所提方法的可行性与有效性。
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关键词
四足机器人
室内外定位
视觉惯性里程计
紧耦合非线性优化
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Keywords
Quadruped robot
indoor and outdoor positioning
visual inertial odometer
tightly coupled nonlinear optimization
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分类号
TP911
[自动化与计算机技术]
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题名综合卡尔曼滤波的多传感器协同室外定位研究
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作者
汪涛
黄家才
汤文俊
高芳征
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机构
南京工程学院工业中心、创新创业学院
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出处
《南京工程学院学报（自然科学版）》
2023年第1期9-16,共8页
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基金
国家自然科学基金面上项目(61873120)
江苏省重点研发计划课题(BE20210165)
江苏省自然科学基金面上项目(BK20201469)。
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文摘
为了拓展移动机器人应用场景、满足室外定位的高精度需求,提出一种基于综合卡尔曼滤波的协同室外定位算法,可解决室外复杂环境下独立传感器失灵、机器人实时定位漂移的问题.首先构建GPS和超宽频非线性定位系统模型,测试不同滤波算法对该模型的预测效果,分析对比解算速度和均方根误差,从而确定适合定位系统的最优算法;然后针对GPS信号受环境遮挡导致丢失或失准的情况,构建超宽频和惯性测量单元非线性定位补偿系统,利用基于误差的卡尔曼滤波算法预测机器人位置姿态;通过融合两种非线性系统下估计得到的不同状态向量,确定机器人室外真实位置姿态,进一步提高机器人室外定位精度,保证定位系统的稳定性.试验验证表明,本文算法室外定位误差小于10 cm,在GPS信号微弱的环境下能实时估计目标位置姿态,大幅度降低障碍物干扰的影响,准确预测机器人位置.
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关键词
协同定位
多传感器融合
综合卡尔曼滤波
状态估计
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Keywords
quadruped robot
indoor and outdoor positioning
visual inertial odometer
tightly coupled nonlinear optimization
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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