地面探测机器人组合导航系统研究

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1、分类号UDC密级编号午I初大学CENTRALSoUTHUNIVERSITYl736871硕士学位论文论文题目地面探测机器人组合导航系统研究学科、专业机械电子工程研究生姓名导师姓名及专业技术职务赵喻明郭勇副研究员2010年5月I■■■■■■■r■■■■■■■■■■

2、．]—，●原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同

3、工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：垫堕逊日期：业年』月丝日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。储签名：尘绝导师签名皇偿睨生年上月竺日1■中南人学硕士学位论文摘要探测机器人是用

4、于进入情况不明、人员无法接近或高度危险区域执行探测侦察任务的地面移动机器人。在探测机器人相关技术中，导航是其中一个重要组成部分，也是其实现智能化以至完全自主的关键技术。我国在探测机器人研究方面虽然已经取得了一定的成果，但由于起步较晚，在研究和应用方面都较为落后。因此，进行相关内容的研究，具有一定的理论意义和工程应用意义。本文根据湖南山河智能机械股份有限公司技术攻关项目的需要，重点对探测机器人导航系统进行分析研究。论文主要工作如下：首先介绍论文的研究背景与研究意义，研究探测机器人定位与导航系统的发展和研究现状，提出“捷

5、联惯性导航系统／全站仪／电子罗盘组合导航系统"的方案。以探测机器人用组合导航系统为研究对象，分析各子系统的基本原理及用于数据融合的联邦卡尔曼滤波理论。并对组合导航子系统的误差特性进行分析，建立导航子系统的数学模型。然后，对组合导航系统的滤波器进行设计与研究。针对捷联惯性导航系统／全站仪组合，设计位置、速度两个子滤波器，再结合捷联惯性导航系统／电子罗盘姿态子滤波器构成一个包含三个子滤波器的联邦卡尔曼滤波器。并利用MATLAB／SIM．【Ⅱ，INK工具箱编写滤波器仿真软件。经过仿真验证，表明该滤波器容错性能良好，组合系统

6、可以在较长时间内保持较高的精度，其导航效果好于单独使用各子系统导航。最后给出该装置总体软硬件实现方案，并搭建相应的实验平台，并开发相关测试软件，对组合导航系统进行静态和动态实验。在实验过程中，系统软硬件工作稳定可靠，实验结果表明本文采用的算法是有效的，导航效果良好。关键词组合导航，探测机器人，信息融合，系统仿真露誊中南大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTThereconnaissancerobotsareusedtoassisthumanperformtaskinhazardordangerouscirc

7、umstancebeforehumanarrivestheaccidentspot．Itsgoalismovingandaccomplishingtaskswithouthumanassistanceorchangingenvironment．Sonavigationisanimportantpartofreconnaissancerobotfield．Anditisakeytechnologyofreconnaissancerobotintelligence．Althoughourcountryhasmadesom

8、eachievements，westillgetbehindsomewesterncountries．Andwehavefewrobotsappliedinpractice．Soitisofgreattheoreticandengineeringimportancetostudytheresearch．WiththeresearchofthecooperativeresearchprojectwithHunanSunwardIntelligentMachineryCo．，Ltd．，thereconnaissancer

9、obotnavigationsystemisanalysedandresearched．Thispaper’Smainworkisasfollows：Firstofall，thedevelopinghistoryofreconnaissancerobotIntegratednavigationsystemisintroducedandthede