智能移动机器人多传感器信息融合及应用研究

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1、2010年4月宇航计测技术Apr．．2010第30卷第2期JournalofAstronauticMelroh)gyandMeasurementV01．30，No．2———●——-—-—_—●——__●————■———_——●—_—■■-—●●——-■——●—●—_●———_——●———__——_--_—■——■圈■-■■■嘲啊__q■—_一II■文章编号：1000—7202(2010)02—0041—04中图分类号：TP242．6文献标识码：A智能移动机器人多传感器信息融合及应用研究成宝金1陈松涛2(1．北京航天计量测试技术研究所，北京100076；2．北京航天长征科技信息

2、研究所，北京100076)摘要机器人多传感器信息融合是当今科学研究的热点问题。以智能机器人为研究平台，详细介绍机器人的感知系统和运动挖制系统，并且阐述多传感器信息融合方法，在此基础J：介绍信息融合技术在机器人上的应用。关键词数据处理多传感器智能机器人IntelligentAutonomousRobotMulti·sensorInformationFusionandApplicationXIANBaoojin’CHENSong—ta02(1．BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurementTechnology，Beijing

3、100076；2．BeijingAerospaceLongMarchScientificandTechnicalInformationInstitute，Beijing100076)AbstractNowadaystherobot，smulti—sensorinformationfusionisthehottopicinscientificl℃一search．Bytheintelligentrobota8al'eSefllx3hplatform，the∞nsationsystemandcontrolsystemofrobotareintroduced．Themulti—sen

4、sorinformationfusionmethodiselaboratedindetail．Bythat，theapplica-tionofinformationfusionontherobotisintroduced。KeywordsInformationprocessingMulti$eBsorIntelligentrobot1引言移动机器人是机器人学领域中的一个重要研究分支，它是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。智能化是移动机器人的发展方向，智能机器人平台是来自中科院自动化所高创中心开发的一种4轮结构移动平台，该平台提供了视觉软

5、件模块及二次开发接口，该平台主要由机械系统(移动平台本体)、驱动控制系统(驱动控制电路、驱动电机、云台控制电机)、视觉系统(摄像头，图像采集卡)、传感器系统(红外，超声传感器)、通信系统以及上位机系统等部分组成。而传感器技术的发展是实现移动机器人智能化的重要基础。多传感器信息融合技术较之单一传感器有非常大的数据准确度的优势，已经成为现在机器人研究领域的关键技术。2机器人感知系统移动机器人在正常工作时，不仅要对自身的位置、姿态、速度以及系统内部状态等进行监控，同时，还要能够感知所处的工作环境，从而使机器人相应的工作顺序以及操作内容能够自然地适应工作环境的改变。因此，准确获取外部

6、和内部状态信息．对于收稿日期：2009—0r7—17；修回日期：2010—02—27作者简介：成宝金(1982一)，男，硕士研究生，主要从事压力计最技术的研究。·42·宇航计测技术2010在移动机器人的正常工作、提高工作效率、节约能源及防止意外事故的发生等都是非常必要的。目前，应用于移动机器人的传感器可分为内部传感器和外部传感器两类。内部传感器用于监测机器人系统内部状态参数，如电源电压、车轮位置等；内部传感器主要有里程计、陀螺仪、磁罗盘及光电编码器等。外部传感器用于感知外部环境信息，如环境的温度、湿度、物体的颜色和纹理、与机器人的距离等；外部传感器种类也很多，主要包括视觉传感

7、器、激光测距传感器、超声波传感器、红外传感器、接近传感器等。不同的传感器集成在移动机器人上，构成了多传感器信息融合的感知系统。智能移动平台的传感器系统可以支持不同类型的传感器，在使用上是可以任意配置的，即插即用，方便灵活。该系统支持超声传感器、红外传感器、方位传感器以及PSD传感器，其标准配置为超声和红外传感器。数据采集处理通过DSP来完成，通过上位机发送指令来获取数据。非视觉传感器处理单元，采用高性能的DSP信息处理芯片，可以同时处理24路超声传感器和24路红外传感器的信息，本系统的非视觉传感器配置为