基于里程计/地磁/GPS的导航系统设计

孙 华，李 伟，吴亚明

(哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

基于里程计/地磁/GPS的导航系统设计

孙 华，李 伟，吴亚明

(哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

导航是机器人技术中的核心问题。针对单一导航系统的不足，设计了一种基于里程计/地磁/GPS的移动机器人的组合导航系统。通过建立各导航系统的误差模型，并对误差进行分析，利用卡尔曼滤波器对导航系统的误差进行估计，得到系统误差的最优估计。最后利用间接法滤波输出对导航系统进行校正。通过MATLAB进行仿真实验，证明该导航系统能够有效地降低导航误差，提高了移动机器人的导航定位精度，而且当某一导航系统接收不到信号或者坏掉时，系统仍然可以保持高精度的导航。

组合导航；卡尔曼滤波；移动机器人；里程计

0 引言

移动机器人导航技术的关键在于导航与定位的信息检测和路径规划等多种传感器信息的融合。机器人只有通过自身的传感器感知周围的环境信息和自身的位置、姿态，才能在有障碍物的环境中无碰撞地完成面向目标点的任务。目前广泛应用于移动机器人的导航与定位信息检测的传感器有里程计、陀螺仪、GPS、地磁传感器、超声波传感器等[1]。

里程计是一种位置传感器，可以用来测量车轮的速度信息，从而计算出机器人的位置和姿态，但是存在累计误差；GPS具有高精度、全球性、全天候等特点，但其信号容易受到干扰，常作为辅助导航系统；……