基于多传感器信息融合的自主跟随定位及避障方法

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英文篇名：Method of Autonomous Tracking Location and Obstacle Avoidance Based on Multi-Sensor Information Fusion 作者：王正家 ; 夏正乔 ; 孙楚杰 ; 王幸 ; 李明 英文作者：WANG Zhengjia;XIA Zhengqiao;SUN Chujie;WANG Xing;LI Ming;Hubei Key Lab of Modern Manufacture Quality Engineering,Hubei University of Technology; 关键词：自主跟随机器人 ; 定位 ; 多传感器信息融合 ; 多信号源 ; 避障 英文关键词：the following robot;;locate;;multi-sensor information fusion;;multi-signal source;;obstacle avoidance 中文刊名：传感技术学报 英文刊名：Chinese Journal of Sensors and Actuators 机构：湖北工业大学现代制造质量工程重点实验室; 出版日期：2019-05-15 出版单位：传感技术学报 年：2019 期：05 基金：国家自然科学基金项目(51275158) 语种：中文; 页：85-89+110 页数：6 CN：32-1322/TN ISSN：1004-1699 分类号：TP242;TP212

摘要

针对自主跟随机器人在自由空间中对移动目标进行跟随时,由于信号源发射角度小,自主跟随机器人很容易进入信号盲区,并且难以对移动目标进行精确定位、移动姿态确定等问题,提出了一种基于多传感器信息融合的自主跟随定位及避障方法,该方法通过在移动目标上增加多信号源,使自主跟随机器人与移动目标之间建立冗余信道,并通过多传感器信息融合方法,计算出移动目标中心位置及实时移动姿态;设置测距模块,使自主跟随机器人能避开障碍,保持跟随。根据此方法建立了多信号源定位模型和算法,并对该算法进行了实验验证。实验结果表明,该方法能够准确的对移动目标进行定位和移动姿态确定,并且信号盲区小,能有效的避开障碍,保持对移动目标的跟随,具有一定的工程应用价值。
        For the autonomous following robot to follow the moving target in free space,the following robot can easily enter the signal blind zone due to the small launch angle of the signal source,and it is difficult to accurately locate the moving target and determine the moving posture. Autonomous following positioning and obstacle avoidance method based on multi-sensor information fusion is proposed. The method establishes a redundant channel between the following robot and the moving target by adding multiple signal sources to the moving target,and calculates the moving target center position and the real-time moving posture through the multi-sensor information fusion method;The ranging module is set,so the follower robot can avoid obstacles and keep following. According to this method,a multi-signal source location model and algorithm is established,and the algorithm is verified experimentally. The experimental results show that the method can accurately locate the moving target and determine the moving attitude,and the signal blind zone is small. This method can effectively avoid obstacles and keep following the moving target,which has certain engineering application value.

引文

[1] 谢德胜,徐友春,万剑,等.基于RTK-GPS的轮式移动机器人轨迹跟随控制[J].机器人,2017,39(2):221-229.
    [2] 顾超.一种自主跟随机器人的研究与设计[D].南京:东南大学,2016.
    [3] 陈连,于国栋,宋永志,等.声源定位算法的精度分析[J].测绘科学,2016,41(5):21-25.
    [4] 虞旦.基于单目视觉的移动机器人室外环境下全自主智能跟随技术研究[D].杭州:浙江大学,2009.
    [5] 应再恩,李正洋,平雪良,等.基于双目视觉动态跟踪的机器人标定[J].计算机应用研究,2014,31(5):1424-1427.
    [6] 生丽.基于GPS的室内无线定位系统研究[D].上海:华东师范大学,2012.
    [7] 王浩,谭振文,王治彪,等.基于STM32的分体式超声测距与目标定位系统[J].仪表技术与传感器,2017(2):58-61.
    [8] 黄庆成,洪炳镕,等.全自主足球机器人的超声波定位避障系统[J].哈尔滨工业大学学报,2003,35(9):1077-1079.36(11):76-79.
    [9] 赵粉荣,赵晴晴,李文威,等.基于无线传感器网络的超声波定位节点设计[J].仪表技术与传感器,2018(4):104-108.
    [10] 陈定造,林奕新,刘东峰.三维Delaunay三角剖分快速点定位算法研究[J].计算机工程与科学,2009,31(5):79-80.
    [11] 孙维君.欧式空间中向量的叉积及其应用[J].山东理工大学学报:自然科学版,2004,18(1):58-61.
    [12] 原玉磊,蒋理兴,刘灵杰.罗德里格矩阵在坐标系转换中的应用[J].测绘科学,2010,35(2):178-179.王正家(1970-),男,湖北通山,博士,湖北工业大学机械工程学院讲师,硕士生导师,主要研究方向为电机智能控制、智能装备与仪器,zhengjia.wang@foxmail.com;夏正乔(1993-),男,湖北武汉,硕士研究生,研究方向在线检测技术。