一种惯性传感器与编码器相结合的AGV航迹推算系统*

吴 鹏，李东京，贠 超

(北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京 100191)

0 引 言

自动导航车AGV是一种自动化无人驾驶的智能化搬运设备，是现代工业自动化物流系统中的关键设备[1-2]。其定位系统是实现自动导引的关键部分，也是目前的研究热点。定位是指AGV通过感知自身和周围环境信息，经过一定的数据处理得到自身位姿的过程。目前主要分为两类：绝对定位和相对定位[3]。

常用的绝对定位方式有全球定位系统(GPS)、超声波定位系统、红外网络系统、射频识别系统等等[4]。其中，GPS不能用在室内，并且更新频率较低[5]；超声波定位系统和红外网络系统具有低成本、小型化和易于连接的特点[6]，然而这两种方法不能在长距离下使用，同时需要在场景中大面积布置，并且由于信号干扰而难以满足AGV的定位要求[7]；而射频识别系统需要额外的设备和较高的成本[8]。这些绝对定位方法的优点在于它们不会积累定位误差，但整体定位误差较大[9]。

相对定位主要是指惯性导航和里程计算法(或测距法)[10]。惯性导航使用的主要传感器为IMU或AHRS，包括三轴的磁强计、三轴的陀螺仪和三轴的加速度计[11]。静止状态下，通过磁强计与加速度计获取姿态；运动状态下，通过加速度计获取位置，通过陀螺仪获取姿态。里程计算法使用的主要传感器为轮上编码器。运动状态下，基于主动轮上编码器的脉冲计数来估计AGV的位姿[12]。这两种相对定位方式都由于算法中引入了一次或二次积分而存在较大累积误差，单独使用时都很难保证AGV定位的准确性和稳定性[13]。……