基于IMM-AF的GPS/INS组合导航系统在移动机器人中的应用研究

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移动机器人的自主导航研究是机器人领域的前沿热门课题。由于移动机器人使用单独的INS系统或者GPS系统时都存在一定问题，因此使用组合导航实现移动机器人的定位受到越来越多的关注。针对组合导航在某些情况下定位定速的精度会降低，自适应性差的问题，研究如何提高组合导航的自适应性很有必要。
　　首先，论文针对移动机器人单独使用INS系统定位定速精度随着时间增加而降低，以及单独使用GPS系统定位定速精度易受环境影响而下降的问题，使用KF法将GPS和INS系统组合起来。实验结果表明，此组合导航系统与单独使用INS系统相比，可以在较长时间内都保持比较好的定位定速精度；与单独使用GPS系统相比，可以改善GPS输出精度受环境影响而变低的问题。
　　其次，为了解决当KF法里设计的量测噪声与实际的不匹配时，组合导航定位精度会降低的问题，引入了交互式多模型(Interacting Multiple Models,IMM)法替代KF法。设计了多个量测噪声模型，来自适应匹配实际过程。实验结果表明，在实际的量测噪声发生变化时，与KF法相比，此方法下的组合导航的自适应性有所提升。
　　最后，为了进一步提升移动机器人使用组合导航定位的自适应性，提出了交互式多模型自适应滤波(Interacting Multiple Models-AdaptiveFilter,IMM-AF)法替代IMM方法。设计了一种可以根据实际情况实时调整量测噪声的模型，来更好地自适应匹配实际情况。实验结果表明，在实际的量测噪声发生变化时，与IMM法相比，此方法下的组合导航都可以保持较高的定位定速精度，具有较好的自适应性。因此该定位方法具有较大的工程应用价值和较为明确的应用前景。

著录项

作者
张玉媛;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科电子与通信工程
授予学位硕士
导师姓名吴芝路;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类机器人;
关键词
移动机器人; 组合导航; 定位精度; 自适应性;

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