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基于GPS定位的移动机器人导航系统的研究

孟祥荔  
【摘要】: 移动机器人是机器人研究领域中的一个重要分支。机器人研究要实现的目标就是要开发在现实世界中能够完成工作任务的机器人。定位与导航技术在移动机器人系统研究中占有重要的地位。导航是移动机器人的基础,定位是导航的关键。先进的定位导航系统是移动机器人智能性的集中体现。 全球定位系统(GPS)是精密的卫星导航定位系统。通过对国内外移动机器人定位导航系统的研究现状进行分析,本文提出基于GPS定位的移动机器人导航系统方案。旨在研究开发准确、可靠的导航系统,从而提高移动机器人的智能化水平。 本文的主要研究工作如下: 1.分析了国内外移动机器人研究现状及其定位导航技术的研究现状与发展趋势。简要介绍了本移动机器人实验平台,阐述了本课题的研究意义。 2.详细阐述了GPS的系统组成、定位原理、差分校准技术以及误差来源与影响。分析了GPS数据格式,利用Windows API通信函数实现GPS与移动机器人上位机的串口通信和数据截取。 3.建立基于GPS的移动机器人导航系统,利用GPS、方位传感器和地图图像相结合的方式,初步完成移动机器人导航任务。 4.由于多传感器信息融合技术在移动机器人定位导航系统中的诸多优势,构建基于GPS的移动机器人多传感器定位系统。以多传感器数据自适应加权融合估计算法为理论基础,融合GPS、方位传感器和光码盘的数据信息,得出移动机器人的车体位置,从而提高了移动机器人的定位精度。 5.简单分析了模糊神经网络技术的优点,建立基于模糊Kohonen网络的移动机器人避障控制算法。设计超声波传感器的数据信息与移动机器人速度的对应关系,同时对超声波传感器的检测信息进行了合理量化,通过仿真实验证明了该算法的有效性和可行性。


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