位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于多传感器信息融合的机器人姿态测量系统
  • ISSN号:1000-7024
  • 期刊名称:《计算机工程与设计》
  • 时间:0
  • 分类:TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:南昌大学信息工程学院,江西南昌330031
  • 相关基金:国家863高技术研究发展计划基金项目(2013AA013804);国家自然科学基金项目(61175072、61163023、51165033);国家973重点基础研究发展计划基金项目(2011CB302400);江西省科技支撑计划基金项目(20121BBE50023)
中文摘要:

针对履带式机器人的实时姿态测量,单独采用陀螺仪或加速度计和磁强计求解存在精度低,易受外界干扰等问题,对多传感器信息融合算法进行研究,采用四元数表征机器人的姿态,通过卡尔曼滤波算法对各传感器信息进行融合。系统状态方程由陀螺仪数据通过四阶龙格-库塔法构建,提高求解的精度;观测方程由加速度计与磁强计数据通过分离式四元数法构建,节省硬件计算时间。以STM32控制器为核心设计姿态测量系统,实验结果表明,该系统可有效融合各传感器信息,所得俯仰角和橫滚角误差在±1°以内,航向角误差在±2°以内,满足机器人对姿态精度的要求。

英文摘要:

In view that the real-time attitude calculation of caterpillar robot solved by using the gyroscope or accelerometer and magnetometer separately has the problem of low accuracy and is susceptible to interference,the multi-sensor data fusion algorithm was researched.The attitude of the robot was represented by quaternion.The sensor information was fused using Kalman filtering algorithm.The state equation was built through gyroscope data combining the fourth order Runge-Kutta method for improving calculation accuracy,and the observation equation was built by accelerometer and magnetometer data using factored quaternion algorithm(FQA)for saving hardware calculation time.The attitude measurement system was established using STM32 controller.Experimental results show that the system can effectively finish the fusion of multi-sensor information.The errors of pitch and roll are within ±1°and the error of yaw is within ±2°,which met the accuracy requirement of the robot's attitude.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《计算机工程与设计》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:中国航天科工集团二院706所
  • 主编:汤铭瑞
  • 地址:北京142信箱37分箱
  • 邮编:100854
  • 邮箱:ced@china-ced.com
  • 电话:010-68389884
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7024
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1775/TP
  • 邮发代号:82-425
  • 获奖情况:
  • 中国科学引文数据库来源期刊,中国学术期刊综合评价数据库来源期刊,中国科技论文统计与分析用期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:45616