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移动机器人复合导航导引方式__中科银狐

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-08  浏览次数:686
核心提示:移动机器人复合导航导引方式__中科银狐 移动机器人之所以能够实现无人驾驶,导航和导引对其起到了至关重要的作用,随着技术的发展
移动机器人复合导航导引方式__中科银狐 

   移动机器人之所以能够实现无人驾驶,导航和导引对其起到了至关重要的作用,随着技术的发展,目前能够用于移动机器人的复合导航/导引技术主要有以下几种:
 
  • 直接坐标 (Cartesian Guidance)
      用定位块将移动机器人的行驶区域分成若干坐标小区域,通过对小区域的计数实现导引,一般有光电式(将坐标小区域以两种颜色划分,通过光电器件计数)和电磁式(将坐标小区域以金属块或磁块划分,通过电磁感应器件计数)两种形式,其优点是可以实现路径的修改,导引的可靠性好,对环境无特别要求。缺点是地面测量安装复杂,工作量大,导引精度和定位精度较低,且无法满足复杂路径的要求。
 
  • 电磁导引(Wire Guidance)
      电磁导引是较为传统的导引方式之一,目前仍被许多系统采用,它是在移动机器人的行驶路径上埋设金属线,并在金属线加载导引频率,通过对导引频率的识别来实现移动机器人的导引。其主要优点是引线隐蔽,不易污染和破损,导引原理简单而可靠,便于控制和通讯,对声光无干扰,制造成本较低。缺点是路径难以更改扩展,对复杂路径的局限性大。
 
  • 磁带导引 (Magnetic Tape Guidance)
     与电磁导引相近,用在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线,通过磁感应信号实现导引,其灵活性比较好,改变或扩充路径较容易,磁带铺设简单易行,但此导引方式易受环路周围金属物质的干扰,磁带易受机械损伤,因此导引的可靠性受外界影响较大。
 
  • 光学导引(Optical Guidance)
     在移动机器人的行驶路径上涂漆或粘贴色带,通过对摄像机采入的色带图象信号进行简单处理而实现导引,其灵活性比较好,地面路线设置简单易行,但对色带的污染和机械磨损十分敏感,对环境要求过高,导引可靠性较差,精度较低。
 
  • 激光导航(Laser Navigation)
     激光导引是在移动机器人行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,移动机器人通过激光扫描器发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,来确定其当前的位置和航向,并通过连续的三角几何运算来实现移动机器人的导引。
此项技术最大的优点是,移动机器人定位精确;地面无需其他定位设施;行驶路径可灵活多变,能够适合多种现场环境,它是目前国外许多移动机器人生产厂家优先采用的先进导引方式;缺点是制造成本高,对环境要求较相对苛刻(外界光线,地面要求,能见度要求等),不适合室外(尤其是易受雨、雪、雾的影响)。
 
  • 惯性导航 (Inertial Navigation)
      惯性导航是在移动机器人上安装陀螺仪,在行驶区域的地面上安装定位块,移动机器人可通过对陀螺仪偏差信号(角速率)的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向,从而实现导引。
此项技术在军方较早运用,其主要优点是技术先进,较之有线导引,地面处理工作量小,路径灵活性强。其缺点是制造成本较高,导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及其后续信号处理密切相关。
 
  • 视觉导航 (Visual Navigation )
      视觉导航移动机器人中装有CCD摄像机和传感器,在车载计算机中设置有移动机器人欲行驶路径周围环境图像数据库。移动机器人行驶过程中,摄像机动态获取车辆周围环境图像信息并与图像数据库进行比较,从而确定当前位置并对下一步行驶做出决策。

  • GPS(全球定位系统)导航 (Global Position System)
      通过卫星对非固定路面系统中的控制对象进行跟踪和制导,目前此项技术还在发展和完善,通常用于室外远距离的跟踪和制导,其精度取决于卫星在空中的固定精度和数量,以及控制对象周围环境等因素。
由此发展出来的是iGPS(室内GPS)和dGPS(用于室外的差分GPS),其精度要远远高于民用GPS,但地面设施的制造成本是一般用户无法接受的。
 
 
 
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