移动机器人定位方法概述
AGV移动机器人的五种定位技术介绍
AGV移动机器人的五种定位技术介绍AGV（Automated Guided Vehicle）移动机器人是一种自动导引车辆，能够在工业和物流领域进行物品运输和搬运任务。
为了准确定位AGV移动机器人的位置，可以采用多种定位技术。
下面将介绍五种常见的AGV定位技术。
1.激光定位技术：激光定位技术是一种通过激光扫描仪实现的定位方法。
它通过扫描周围环境并计算与物体的距离和角度来确定机器人的位置。
这种定位技术具有高精度和高可靠性的特点，适用于需要精确定位的场景，如仓库等。
2.视觉定位技术：视觉定位技术是一种使用摄像头和图像处理算法来确定机器人位置的方法。
它通过识别和匹配环境中的特征点或标志物来进行定位。
视觉定位技术具有较高的灵活性和适应性，可以适应不同环境和场景的变化。
3.超声波定位技术：超声波定位技术是一种使用超声波传感器来测量距离和方向的方法。
机器人通过发送超声波信号，并根据接收到的反射信号计算与物体的距离和方向，进而确定自身位置。
这种定位技术需要在环境中设置超声波信号源，适用于开放空间和室内场景。
4.地磁定位技术：地磁定位技术是一种通过检测地球磁场强度和方向来进行定位的方法。
机器人搭载磁力计和罗盘传感器，通过测量环境中的地磁场来确定自身位置。
地磁定位技术具有较高的稳定性和精度，适用于室内和地下场景。
5.惯性导航定位技术：惯性导航定位技术是一种使用加速度计和陀螺仪等惯性传感器来确定机器人位置的方法。
它通过测量机器人的加速度和角速度来计算和集成运动路径，并推算出位置。
惯性导航定位技术具有较高的实时性和灵活性，适用于复杂环境和短距离运动。
这些AGV定位技术各有优劣，可以根据不同的应用场景和需求选择合适的技术。
在实际应用中，也可以将多种定位技术进行组合和协同，以提高定位的精度和鲁棒性。
随着技术的不断进步，AGV定位技术将会越来越成熟和普及。
移动机器人定位方法概述
移动机器人定位方法概述摘要：介绍了当前自主移动机器人的定位方法研究现状，对相对定位和绝对定位做了概述，对绝对定位中主要的研究方法做了介绍，并对概率机器人学所采用的主要定位方法做了介绍。
关键词：移动机器人；相对定位；绝对定位；概率机器人学0 引言随着工业自动化的发展，生产加工的自动化程度越来越高。
机器人技术的出现和发展使传统的工业生产面貌发生根本性的变化。
移动机器人的定位是其执行其他任务的前提和基础，也是评价机器人性能的关键指标之一。
移动机器人定位是指机器人通过感知获取环境信息，经过相关的信息处理而确定自身及目标位姿的过程。
自主移动机器人导航过程需要回答3个问题：“我在哪里？”，“我要去哪里？”和“我怎样到达那里？”。
移动机器人定位技术就是要解决第1个问题。
准确来说，移动机器人定位的目的就是确定机器人在其运动环境中的世界坐标系的坐标。
根据机器人定位过程，可分为相对定位和绝对定位。
但在机器人定位过程中，单独地使用其中任何一个定位方式都不能很好地解决移动机器人的定位问题。
因而，在目前的定位技术中主要是将两者结合在一起，完成对移动机器人定位。
本文对相对定位技术和绝对定位技术分别进行概述。
1 移动机器人相对定位研究移动机器人的相对定位也称作位姿跟踪。
假定机器人的初始位姿，采用相邻时刻的传感器信息对机器人的位置进行跟踪估计。
相对定位法分为里程计法和惯性导航法。
1.1 里程计法（Odometry）在机器人的导航技术中，里程计法是使用最为广泛的定位方法。
在移动机器人的车轮上装有光电编码器，通过对车轮转动的记录来实现对机器人的位姿跟踪。
在位置跟踪中，机器人的当前位置是根据对它的以前的位置的知识而更新的，而这需要假定机器人的初始位置已知，并且机器人姿态的不确定性必须小。
通过这种方式来实现机器人定位的方法也成为航位推算法。
航位推算是一个累加过程，在这个逐步累加的过程中，测量值以及计算值都会累积误差，使得定位精度不断下降。
AGV移动机器人的五种定位技术介绍
AGV移动机器人的五种定位技术介绍导语：随着传感技术、智能技术和计算技术等的不断提高，智能移动机器人一定能够在生产和生活中扮演人的角色。
那么，AGV移动机器人的定位技术主要涉有哪些呢？1、超声波导航定位技术超声波导航定位的工作原理也与激光和红外类似，通常是由超声波传感器的发射探头发射出超声波，超声波在介质中遇到障碍物而返回到接收装置。
通过接收自身发射的超声波反射信号，根据超声波发出及回波接收时间差及传播速度，计算出传播距离S，就能得到障碍物到机器人的距离，即有公式：S=Tv/2式中，T—超声波发射和接收的时间差;v—超声波在介质中传播的波速。
由于超声波传感器具有成本低廉、采集信息速率快、距离分辨率高等优点，长期以来被广泛地应用到移动机器人的导航定位中。
而且它采集环境信息时不需要复杂的图像配备技术，因此测距速度快、实时性好。
2、视觉导航定位技术在视觉导航定位系统中，目前国内外应用较多的是基于局部视觉的在机器人中安装车载摄像机的导航方式。
在这种导航方式中，控制设备和传感装置装载在机器人车体上，图像识别、路径规划等高层决策都由车载控制计算机完成。
视觉导航定位系统的工作原理简单说来就是对机器人周边的环境进行光学处理，先用摄像头进行图像信息采集，将采集的信息进行压缩，然后将它反馈到一个由神经网络和统计学方法构成的学习子系统，再由学习子系统将采集到的图像信息和机器人的实际位置联系起来，完成机器人的自主导航定位功能。
3、GPS全球定位系统如今，在智能机器人的导航定位技术应用中，一般采用伪距差分动态定位法，用基准接收机和动态接收机共同观测4颗GPS卫星，按照一定的算法即可求出某时某刻机器人的三维位置坐标。
差分动态定位消除了星钟误差，对于在距离基准站1000km的用户，可以消除星钟误差和对流层引起的误差，因而可以显着提高动态定位精度。
4、光反射导航定位技术典型的光反射导航定位方法主要是利用激光或红外传感器来测距。
机器人导航方法知识点
机器人导航方法知识点机器人导航是指通过使用各种传感器和算法，使机器人能够在未知环境中移动和定位。
机器人导航是机器人技术中的重要组成部分，它涉及到定位、路径规划、障碍物回避等多个关键问题。
本文将介绍机器人导航的常用方法和相关知识点。
一、定位技术在机器人导航中，定位是指确定机器人在环境中的位置。
常用的定位技术有以下几种：1. 全局定位：全局定位是指通过使用GPS或其他全球定位系统来确定机器人的地理位置。
全局定位适用于室外环境，能够提供较高的位置精度。
2. 局部定位：局部定位是指通过使用传感器（如激光雷达、摄像头等）在受限环境中确定机器人的位置。
局部定位适用于室内环境，需要结合地图等信息来实现较高的定位精度。
3. 里程计定位：里程计定位是指通过测量机器人车轮转动的距离和方向来估计机器人的位姿。
里程计定位适用于平滑地面上的移动机器人，但容易受到误差累积的影响。
二、路径规划算法路径规划是指确定机器人从起点到目标点的最佳路径。
在机器人导航中，常用的路径规划算法有以下几种：1. Dijkstra算法：Dijkstra算法是一种经典的最短路径算法，通过计算起点到其他所有点的最短路径，确定机器人的最佳路径。
但该算法不适用于具有复杂地图和障碍物的环境。
2. A*算法：A*算法是一种启发式搜索算法，通过评估路径的代价和启发函数来选择最佳路径。
A*算法相对于Dijkstra算法来说更适用于复杂环境，并且具有较高的计算效率。
3. RRT算法：RRT算法是一种基于随机采样的路径规划算法，通过随机生成和扩展树状结构来寻找最佳路径。
RRT算法适用于高维度和复杂环境中的路径规划问题。
三、障碍物回避技术障碍物回避是指机器人在导航过程中避免碰撞障碍物。
常用的障碍物回避技术有以下几种：1. 基于传感器的障碍物检测：利用激光雷达、超声波传感器等感知环境并检测障碍物的位置和距离，然后通过路径规划算法避开障碍物。
2. 模型预测控制：模型预测控制是一种基于模型的控制方法，通过建立机器人和环境的动力学模型来预测机器人未来的位置和姿态，从而避免与障碍物发生碰撞。
机器人定位技术详解
机器人定位技术介绍前言随着传感技术、智能技术和计算技术等的不断提高，智能移动机器人一定能够在生产和生活中扮演人的角色。
那么移动机器人定位技术主要涉及到哪些呢？经总结目前移动机器人主要有这5大定位技术。
移动机器人超声波导航定位技术超声波导航定位的工作原理也与激光和红外类似，通常是由超声波传感器的发射探头发射出超声波，超声波在介质中遇到障碍物而返回到接收装置。
通过接收自身发射的超声波反射信号，根据超声波发出及回波接收时间差及传播速度，计算出传播距离S，就能得到障碍物到机器人的距离，即有公式：S＝Tv／2式中，T—超声波发射和接收的时间差；v—超声波在介质中传播的波速。
当然，也有不少移动机器人导航定位技术中用到的是分开的发射和接收装置，在环境地图中布置多个接收装置，而在移动机器人上安装发射探头。
在移动机器人的导航定位中，因为超声波传感器自身的缺陷，如：镜面反射、有限的波束角等，给充分获得周边环境信息造成了困难，因此，通常采用多传感器组成的超声波传感系统，建立相应的环境模型，通过串行通信把传感器采集到的信息传递给移动机器人的控制系统，控制系统再根据采集的信号和建立的数学模型采取一定的算法进行对应数据处理便可以得到机器人的位置环境信息。
由于超声波传感器具有成本低廉、采集信息速率快、距离分辨率高等优点，长期以来被广泛地应用到移动机器人的导航定位中。
而且它采集环境信息时不需要复杂的图像配备技术，因此测距速度快、实时性好。
同时，超声波传感器也不易受到如天气条件、环境光照及障碍物阴影、表面粗糙度等外界环境条件的影响。
超声波进行导航定位已经被广泛应用到各种移动机器人的感知系统中。
移动机器人视觉导航定位技术在视觉导航定位系统中，目前国内外应用较多的是基于局部视觉的在机器人中安装车载摄像机的导航方式。
在这种导航方式中，控制设备和传感装置装载在机器人车体上，图像识别、路径规划等高层决策都由车载控制计算机完成。
视觉导航定位系统主要包括：摄像机（或CCD图像传感器）、视频信号数字化设备、基于DSP的快速信号处理器、计算机及其外设等。
室内自主式移动机器人定位方法
胡 劲 草
一
、
引 言
自主式移动机 器人（ ｔｎ ｍｏ ｓ ｂｌ Ｒ ｂ ｔ的一个基 本功能是 可以自我确 定 自身在环 境中的位 置（ Ａｕｏ ｏ ｕ Ｍｏ ｉ ｏ ｏ ） ｅ 定 位） 。这就 使得 ＡＭＲ 无 论是在结构化或 非结构化环 境中都可 以确定 自身与周 围环境 的位置关 系 ，根据 任务 做 出正确 决策和路径选择 因此定位 技术对 ＡＭＲ实现 自主功能 是必不可少 的。
控制 、基于活 动单眼定位 的移动 机器人 、空间机器 人 自主定位 定 向方法 、基 于激光 雷达 的 自 移动机器人 、 主
基 于超 声定 位的室 内 自主移动机 器人 。
三、室 内自主式移 动机 器人的基本控制结构
传蒜藤饿界 ２ ０． ０６ ◆
维普资讯
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摘 要 ：定位是确定机 器人在其工作 环境 中所处位 置的过程 。应用各种传 感器感知信 息实现 可靠的定位是 自主式移动机器人最 基本 、也是最 重要的一项功 能之 一。本 文 室内 自主式移 动机 器人的 定位 技术进行 了综述 ，介绍 了当前 自主式移动机器人 定位方法 的研究现状 。同时 ， 国内外具有 典型性 的研究方法 进 行 了较详细的介绍 ，并重点提 出了几种 室内自 主式移动机器 人通用的 定位方法 ， 其中的 地图构造 、位 姿 估计 方法进行 了详 细介绍 最后 ，论 述了自主 式移动机器人 定位系 统与地图构造 中所面 临的主要问题 及 其解 决方法并指 出了该领域今 后的研究方 向 。 关键 词 ：室内 自主 式移动机器人 ；传感器 ；定位 ；地 图构 造 ；位 姿估计 中 图分 类号 ：Ｔ ２２ Ｐ ４ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ － ８ Ｘ２０ ）１ ００ － ０ ５ ６ ８３ （ ６１－ ０６ ００ ０ ０
移动机器人坐标定位方案
双全 向码 盘 加陀 螺仪 的方 案 在对全 向轮行 走方 案 的
支 持 上 较 为 完 整 ，但 机 器 人 行 走 角 速 度 过 大 时 陀 螺仪
积 分 将 出现 误 差 。而 本 方 案 中 ， 电子 罗 盘 以地 磁 场 作
｛ｉ （ｒ ｓ Ｔ ｓ ＝ １ Ｃ ｅ ｋ ｄ ｉ ｅ ＋ ： ｝ ｆＴ ｕ ｔ ｅｔ ＝） ｈ ｃｅ Ｔｍ ： ＋ ｅ ｓ＂ ｒ ｓＴ ｓ ＝ ；Ｃ ｅｋ ｄ ｉ ｅ０ ） ｌｅＴ ｕ ｔ ｅｔ ０ ｈ ｃｅ Ｔｍ ＝ ； ｛
作 者 结 合 自身工 程 实践 中 的经 验 ，总 结 了几 种 常
用 的坐 标 定 位 方 案 ， 在 实 际应 用 中 都取 得 了较 好 的 效
果 ，获得 了较 高的定 位精 度 。
一
、
定 位 实 现
（ ） 线定 位 一 寻
寻 线定位 方 案主 要依 靠铺 于地 面 的正交场 地 白 线 ，通 过 检测 安装 于 机 器 人 前 端 的巡 线 传 感 器 来检 测
管 网支架 的设计 还有很 多地 方 需要研 究 ， 由于 水平
有 限 ， 仅 以上 述 心 得 与 同行 共 享 ，不 足 之 处还 请 予 以 指 正 。ｏ 参考文献
［ １ 筑 结构 荷 载规 范 （ Ｂ ０ ０— ０ １ ［ ． ］建 Ｇ ５０９ ２０ ）ｓ ］
［］混凝 土 结构 设计 规 范 （ Ｂ ０ １— ０２ ［ ２ Ｇ ５０ ０ ２０ ）Ｓ ］
态控制，轨迹跟踪等各种任 务的前提 。机器人必须准
确 地 知道 自己 的坐 标 位 置及 姿 态 参 数 才 能 正确 准 确 的
坐标 零 点且 行走 正 方 向为９ 。方 向，记 当前 Ｘ Ｏ 坐标 区 间
第四章移动机器人的定位
移动机器人传感器与感知
一般分类
（典型功能）
传感器
（系统）
本体(PC) 刺激(EC) EC EC EC EC EC EC PC EC
主动(A) 被动(P) A A A A A P P P
信标
（机器人在惯性参考 坐标系中得定位）
GPS 有源光学或RF信标 有源超声/反射信标 超声传感器 激光/光学三角测量 多普勒雷达 陀螺仪 CCD/CMOS摄像机
5.2 触觉信息的获取
1.接触觉传感器 接触觉传感器：探测是否接触到物体，传感器接 受由于接触产生的柔量。 微动开关：按下开关就能进入电信号的简单机构。 猫胡须传感器：如图a,b
Senses of Robotics
5.2 触觉信息的获取
2.压觉传感器 压觉传感器：检测物体同手爪间产生的压力和力 以及其分布情况。 利用压电元件或弹簧。 如图是使用弹簧的平 面传感器。
移动机器人传感器与感知
陀螺( 陀螺(Gyroscopes )
- 基本机理
条件: 高速自旋转的均衡刚体(陀螺) 条件: 高速自旋转的均衡刚体(陀螺) 定轴性: 保持旋转轴指向不变 自由陀螺仪) 定轴性: 保持旋转轴指向不变 (自由陀螺仪) 旋进: 外力矩作用产生旋进现象，偏转与力矩方向一致 旋进: 外力矩作用产生旋进现象，偏转与力矩方向一致
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5.2 触觉信息的获取
3.滑觉传感器 滑觉传感器：检测垂直加压力方向的力和位移。
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5.2 触觉信息的获取
4.力觉传感器 力觉传感器主要利用电阻 应变片。 原理：金属丝拉伸时电阻 变大。
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移动机器人定位方法概述
摘要：介绍了当前自主移动机器人的定位方法研究现状，对相对定位和绝对定位做了概述，对绝对定位中主要的研究方法做了介绍，并对概率机器人学所采用的主要定位方法做了介绍。
关键词：移动机器人；相对定位；绝对定位；概率机器人学
0 引言
随着工业自动化的发展，生产加工的自动化程度越来越高。
机器人技术的出现和发展使传统的工业生产面貌发生根本性的变化。
移动机器人的定位是其执行其他任务的前提和基础，也是评价机器人性能的关键指标之一。
移动机器人定位是指机器人通过感知获取环境信息，经过相关的信息处理而确定自身及目标位姿的过程。
自主移动机器人导航过程需要回答3个问题：“我在哪里？”，“我要去哪里？”和“我怎样到达那里？”。
移动机器人定位技术就是要解决第1个问题。
准确来说，移动机器人定位的目的就是确定机器人在其运动环境中的世界坐标系的坐标。
根据机器人定位过程，可分为相对定位和绝对定位。
但在机器人定位过程中，单独地使用其中任何一个定位方式都不能很好地解决移动机器人的定位问题。
因而，在目前的定位技术中主要是将两者结合在一起，完成对移动机器人定位。
本文对相对定位技术和绝对定位技术分别进行概述。
1 移动机器人相对定位研究
移动机器人的相对定位也称作位姿跟踪。
假定机器人的初始位姿，采用相邻时刻的传感器信息对机器人的位置进行跟踪估计。
相对定位法分为里程计法和惯性导航法。
1.1 里程计法（Odometry）
在机器人的导航技术中，里程计法是使用最为广泛的定位方法。
在移动机器人的车轮上装有光电编码器，通过对车轮转动的记录来实现对机器人的位姿跟踪。
在位置跟踪中，机器人的当前位置是根据对它的以前的位置的知识而更新的，而这需要假定机器人的初始位置已知，并且机器人姿态的不确定性必须小。
通过这种方式来实现机器人定位的方法也成为航位推算法。
航位推算是一个累加过程，在这个逐步累加的过程中，测量值以及计算值都会累积误差，使得定位精度不断下降。
因而航位推算法只适用于短时间运动的或者短距离位姿跟踪。
为了限定定位的不确定性，我们在航位推算法的基础上采用一些绝对的信息。
为此，我们可以将航位推算法与其他传感器信息结合进行定位。
1.2 惯性导航法（IN：Inertial Navigation）
在惯性导航法中，我们采用陀螺仪和加速度计来实现定位。
使用陀螺仪测得旋转速度的值，使用加速度计测得加速度的值。
机器人的位置信息可通过将测量值进行一次积分和二次积分得到。
但在这个对测量值的积分操作中，会引入惯性导航信息的时间漂移，所以惯性导航法也不适合长时间的精确定位。
但是，惯性导航法能够及时地在检测到出现侧向误差时立即加以校正，而这弥补里程计法最主要的缺点与不足。
但是，由于高精度的陀螺仪相当昂贵的价格，会大大增加移动机器人的成本，所以还不能够广泛使用。
2 移动机器人绝对定位研究
移动机器人的绝对定位又称为全局定位。
完成机器人的全局定位需要预先确定好环境模型或者通过外部传感器直接向机器人提供外界位置信息，计算机器人在全局坐标系中的位置。
全局定位的主要方法有：（1）导航信标（Navigation Beacon）；（2）图形匹配（Map Matching）；（3）全球定位系统定位（Global Positioning Systems，GPS）（4）概率定位。
信标定位利用人工路标或自然路标和三角原理进行定位。
地图匹配定位首先利用传感器感知环境信息创建好地图，然后将当前地图与数据库中预先存储好的地图进行匹配，最后计算出机器人在全局坐标系中的位姿。
GPS是用于室外移动机器人导航与定位的技术。
概率定位即基于概率地图的定位，这个新的研究领域称为概率机器人学。
概率机器人学的关键思想是用概率论来表示不确定性，即概率机器人学不给出当前机器人方位的一个单独的最好估计，而是将机器人方位表示为对所有可能的机器人位姿的一个概率分布。
由于在许多现实应用中，概率算法胜于别的技术，因而概率机器人学理论能成功应用于机器人定位问题。
在概率定位中，最重要的是马尔科夫定位和卡尔曼滤波器定位。
它们不仅能够实现全局定位和局部位置跟踪，而且能够解决机器人的“绑架”问题。
2.1 马尔可夫定位（Markov Localization，ML）
马尔可夫定位中，机器人通常不知道它所处环境的确切位置，而是用一个任意概率密度函数表示机器人位置。
它持有一个可能在哪里的信任度并跟踪任意概率密度函数跟踪机器人的信任度状态。
信任度是指机器人在整个位置空间的概率分布。
在马尔可夫定位中，地图的表示方法为栅格地图，即机器人导航环境被划分为很多的栅格。
其中每个栅格的值在0～1之间，表示机器人在该栅格的信任度，所有栅格信任度之和为1。
信任度值的计算是马儿可夫定位的关键。
2.2 卡尔曼滤波器定位（Kalman Filter，KF）
马儿可夫定位模型在机器人位置方面可以表示任何概率密度函数，但通用性不强并且效能很差。
卡尔曼滤波器定位算法是马尔可夫定位的一个特殊情况。
卡尔曼滤波器不适用任何密度函数，而是使用高斯代表机器人信任度、运动模型和测量模型。
因为高斯简单地由它的均值μt和协方差σt来定义。
在预测和测量阶段这两个参数更新。
于是产生了与马尔可夫定位算法相比更为有效的算法。
然而，
卡尔曼滤波器所作的假设限制了初始信任度以及高斯的选择。
因而必须以一定的近似自导机器人的初始位置。
3 结束语
综上所述，本文主要介绍了当前自主移动机器人定位方法，对相对定位和绝对定位做了概述，对以后研究自主移动机器人的定位具有较高的参考意义。
参考文献：
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