基于光电传感器的移动机器人局部定位系统.pdf

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1、第23卷第3期·机电产品开笈与纠霉斤V01．23，No．3呈Q!Q生曼旦里!：!!!!竺!!!苎!!!!：苎!!!兰兰!!!!!!!苎!!竺!!!型璺型!!竺塑型：!呈旦!旦文章编号：1002-6673(2010)03-008-03基于光电传感器的移动机器人局部定位系统张学民1，陈西平2，宋述稳1(1．空军第一航空学院，河南信阳464000；2．河南理工大学，河南焦作454003)摘要：移动机器人的定位是实现智能控制的基础，目前常用的方法有里程计定位和视觉定位等。视觉定位常常不能判断物体的准确位置，而里程计定位则存在轮子打滑情况

2、。因此，常遇到因惯性滑动导致定位不准的情况，以致对轮转的测量数据不能作为判断机器人实际运行情况的依据。本文提出一种利用光电传感器实现局部精确定位的方法．它和视觉定位配合可实现Robocup足球机器人的大范围精确定位。关键词：移动机器人；里程计定位；视觉定位；光电传感器；Robocup中图分类号：7IP24文献标识码：Adoi：10．3969，j．issn．1002—6673．2010．03．003LocalPositioningSystemforMobileRobotBasedonPhotoelectricSensorZHANG

3、Xue-Minl，CHENXi-肪霄，SONGShu-Wenl(1．TheFirstAeronauticlustimteofAirForce，XinyangHenan464000，China；2．HenanPolytechnicUniversity，JiaozuoHenan454003，China)Abstract：Mobilerobotlocalizationisthebasisforintelligentcontrol，andthecon31TlOIllyusedmethodsarevisualorientationando

4、dometerpofitioning．ThevisualorientationtOtheexactlocationcannotrow,whereastheodometerwheelmayspinorientation．Thereas．therotationofthemeasurementdataisdi伍culttOjudgetheactualmovementoftherobotbecausetheslidinginertiaoftenbeencountered．Inthispaper。aphotOelectricsensort

5、Oachieveaccuratelocalpositioningmethodispresented，alargerangeprecisepositioningofRobocuprobotsoccercarlberealizedifitisusedwidlvisualorientationtOgether．Keywords：mobilerobot；odometerpositioning；visualorientation；photoelectricsensor；robocup0引言移动机器人的运动机构多为轮滑式，特别是Robocu

6、p中型组足球人。常见的足球机器人运动机构有全方位移动和双轮差速两种驱动方式，为使实际位置与理论控制位置的高度一致．一般采用将光电编码器安装在轮子上．将轮转运动进行反馈到控制系统进行PID控制：或者采用视觉系统对机器人在场地中的位置作整体定位【11。前者对轮子旋转运动控制的再精确也难免产生惯性滑动．这种误差的累积对机器人位姿的影响十分严收稿日期：2010—04—20作者简介：张学民(1972-)，男，河南巩义人，硕士研究生．讲师。从事精密仪器的研究与教学工作。已发表论文十余篇。陈西平(1971一)，男，河南新乡人，博士，硕士研究生

7、导师。研究领域：机器人技术。压电驱动及控制。已发表论文三十余篇。8重。这种误差产生丢球也是很常见的。后者只适用于在机器人静止状态时进行定位，而在运动时，要及时准确的反馈机器人在场地中的位置是很困难的。为解决滑动引起定位不准的问题．本文提出一种光电传感器进行局部定位的方法，它的基本原理类似光电鼠标定位技术．即不断从相对移动表面采集图像。提取特征点从而计算相对位移量。1测量方法概述传感器输出的数据实际上是在采样周期内。测量点在xv方向上相对于参考面累计位移量的对应值。根据实际位移量(X，Y)与对应值(Xc，Yc)的函数关系和采样周期

8、(T)，可以得到该点在采样周期内的平均速度。从将机器人的平面运动分解为平移和转动来看。只要得到任意时刻机器人的位置坐标(x，Y)和方向角e，就可以确定机器人在场地中的位姿。下面具体分析双轮差速测量方·开发与创新·二一：巾⋯一。二：装方法，O为左右轮的中J心点，两