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激光導(dǎo)航叉車用到的室內(nèi)定位技術(shù)

作者: DANBACH 時(shí)間:2017-02-13 來源:丹巴赫機(jī)器人
摘要:激光導(dǎo)航叉車的自主導(dǎo)航,可以歸結(jié)為三個(gè)問題: 在哪? 去哪? 怎么去? 第一個(gè)問題是機(jī)器人的定位問題,即如何根據(jù)即時(shí)觀測(cè)到的和先驗(yàn)已知的信息,判斷機(jī)器人在當(dāng)前環(huán)境中的位...

激光導(dǎo)航叉車用到的室內(nèi)定位技術(shù)
激光導(dǎo)航叉車的自主導(dǎo)航,可以歸結(jié)為三個(gè)問題:
  在哪?
  去哪?
  怎么去?
  個(gè)問題是機(jī)器人的定位問題,即如何根據(jù)即時(shí)觀測(cè)到的和先驗(yàn)已知的信息,判斷機(jī)器人在當(dāng)前環(huán)境中的位置。問題二、三,實(shí)際上就是指定個(gè)目標(biāo),然后規(guī)劃定的路徑來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。對(duì)般的機(jī)器人來說,這個(gè)目標(biāo)是個(gè)點(diǎn),即點(diǎn)到點(diǎn)的導(dǎo)航。
  機(jī)器人在室內(nèi)的定位要求精度高(少在亞米),實(shí)時(shí)性好,常用的定位方法有下面幾種。
  航位推算法
  利用機(jī)器人裝備的各種傳感器獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)信息,通過遞推累計(jì)公式獲得機(jī)器人相對(duì)初試狀態(tài)的估計(jì)位置。航位推算較常使用的傳感器般有:碼盤(類似于車輛里程計(jì),記錄車輪的轉(zhuǎn)數(shù),獲得機(jī)器人相對(duì)于上采樣時(shí)刻的狀態(tài)改變量),慣性傳感器(如陀螺儀、加速度計(jì),得到機(jī)器人的角加速度和線加速度信息,通過積分獲得機(jī)器人的位置信息)等。這種定位方法有累積誤差,隨著行駛時(shí)間、距離的不斷增加,誤差也不斷增大。因此導(dǎo)航推算法不適合于長時(shí)間、長距離的定位。
  參照定位法
  機(jī)器人通過獲得外界些位置等己知的參照信息,通過計(jì)算自己與參照信息之間的相互關(guān)系,進(jìn)而解算出自己的位置。下面的基站定位法、地圖匹配法、圖像匹配法都屬于參照定位法。
  基站定位法
  機(jī)器人通過各種傳感器被動(dòng)接收或主動(dòng)探測(cè)已知位置的基站(或信標(biāo)),經(jīng)過定位計(jì)算(三邊定位或三角定位)得出機(jī)器人與基站的相對(duì)位置,再根據(jù)基站的位置坐標(biāo),計(jì)算出機(jī)器人的坐標(biāo)。其定位精度沒有累積誤差,和用于信號(hào)質(zhì)量及定位算法關(guān)系密切。
  地圖匹配法
  機(jī)器人通過自身的各種傳感器探測(cè)周圍環(huán)境,利用感知到的局部環(huán)境信息進(jìn)行局部的地圖構(gòu)造,并與其內(nèi)部事先存儲(chǔ)的完整地圖進(jìn)行匹配。通過匹配關(guān)系獲得自己在全局環(huán)境中的位置。該方法受環(huán)境布局影響大,只適于些結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的環(huán)境。
  圖像匹配法
  丹巴赫機(jī)器人通過事先移動(dòng)獲得環(huán)境中各特征點(diǎn)的圖像信息,利用目標(biāo)物體的幾何形狀模型,在目標(biāo)上取3個(gè)以上的特征點(diǎn)和探測(cè)到的圖像特征點(diǎn)進(jìn)行匹配。屬于指紋定位法的種。
  受元器件成本、性能及生產(chǎn)等因素的制約,航位推算法仍然是目前采用廣泛的定位方法,但通過算法優(yōu)化,引入多種定位技術(shù)的混合定位,可以減小其累積誤差帶來的負(fù)面影響。

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