基于惯性传感器和视觉里程计的机器人定位夏凌楠.pdf

34 1 仪 器 仪 表 学 报 Vol. 34 No. 1 第 卷 第 期 2013 1 Chinese Journal of Scientific Instrument Jan． 2013 年 月 基于惯性传感器和视觉里程计的机器人定位* 1 2 1 2 ， ， ， 夏凌楠 张 波 王营冠 魏建明 (1． 中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网与通信重点实验室 上海 200050 ; 2 ． 中国科学院上海高等研究院 上海 201210) : ， ， 摘 要 针对机器人快速运动下 由运动模糊而导致视觉里程计定位估计精度下降的问题 结合惯性传感器和视觉里程计提出一 。 (extended Kalman filter ，EKF) ， EKF ， 种定位算法 该方法以扩展卡尔曼滤波 为框架 利用惯性传感器的航位推算构建 的过程模型 ， ， 视觉里程计作为相对线速度和相对角速度传感器用来建模观测方程 同时考虑到机器人运动在平面上 在垂直方向和侧向方向不 ， 。 会产生跳动和滑动 利用这两个方向上瞬时速度为零的约束构建另外一个观测方程 提出的定位方法能够克服视觉定位和惯性 ， 。 ， 。 定位的缺点 提高了定位精度 基于机器人实测数据进行实验 结果表明提出的算法优于单独采用惯性传感器和视觉里程计 : ; ; ; 关键词 机器人定位 惯性传感器 视觉里程计 扩展卡尔曼滤波 中图分类号:TP301． 6 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:460 ． 40 Robot localization algorithm based on inertial sensor and video odometry 1 2 1 2 Xia Lingnan ，Zhang Bo ，Wang Yingguan ，Wei Jianming (1． Key Laboratory of Wireless Sensor Network ＆ Communication ，Shanghai Institute of Microsystem and Inf ormation Technology ，Chinese Academy of Sciences ，Shanghai 200050 ，China ;2． Shanghai Advanced Research Institute ，Chinese Academy of