定位传感器资料

5/5定位传感器本文分为两部分，首先是对于定位传感器的原理概述，其次详细介绍几种实际的定位传感器及其参数。一、定位传感器概述概述定位就是确定移动物体在坐标系中的位置及本身的姿态。定位技术可以分为绝对定位技术和相对定位技术，相应的传感器也分为绝对定位传感器（测距法和惯导法）和相对定位传感器（磁性指南针法、活动标法、全球定位系统、路标导航法、模型匹配法）。定位传感器主要应用于太空月球车、自主行驶车辆、AGV(AutonomousGuidedVehicle)、移动机器人和移动式清洁设备等自主式移动设备。相对定位技术及其传感器相对定位技术包括测距法和惯导法。测距法采用随时间累积路程增量的原理，因此具有良好的时间精度、低廉的价格、较高的采样速率。惯导法包括陀螺仪和加速度计，使用测量值的一次积分计算相对于起始位置的偏移量。2.1测距法测距法基于简方程：其中：S为第n个采样周期时车轮移动的总路程；为第i个采样周期内车轮移动的路程。测距法的误差包括系统误差和非系统误差。系统误差是由移动系统运动学不完整性引起的，如不等轮直径或有关精确轴距的不确定性等。非系统误差是由轮子和地面相互作用引起的，如轮子的滑动或颠簸。2.2惯导法惯导法传感器包括陀螺仪和加速度计。陀螺仪测量回转速度，加速度计测量加速度。测量值的一次积分或两次积分可分别求出角度或位置参量。陀螺仪也称相对测角法，即测量角速度值，通过对其积分累积计算相对于起始方向的偏转角度，。这里为在t时刻相对起始方向的偏转角度；w为瞬间角速度；为起始时刻。相对测角法所采用的传感仪通常是陀螺仪。目前，在地面应用的高性能陀螺仪误差小于行走路程的，而低性能的陀螺仪误差小于行走路程的，但低性能的陀螺仪比较偏高。绝对定位技术及其传感器绝对定位目前仍处于研究阶段，比较成熟的技术包括全球定位系统、活动目标法和路标导航法。同时，绝对偏转角的测量也应用移动体的姿态控制，他采用地球磁场作为参照坐标，确定移动载体的姿态。采用的传感器主要是感应式磁通量罗盘，其分辨率能够达到。3.1绝对定位技术采用的测量方法3.1.1三边测量法三边测量法是基于移动物体对选定的固定点的距离来确定移动物体位置的方法。如图一所示，在三边测量法导航系统中，通常有三个或多个固定点，移动物体根据距离这些点的距离，用几何三角法就可确定移动物体在坐标系中的坐标(x,y)。全球定位系统就是一个三边测量法的例子。3.1.2三角测量法在该法中，有三个或多个活动发射器安装在已经固定位置，如图2。一个位于机器人上的旋转接受器记录、和的角度，从而计算移动物体的坐标和移动方向。3.2全球定位系统技术全球定位系统是一种成熟的室外导航技术。系统由24颗卫星组成，它们发送带编码的RF信号，采用三边测量法，地面接受器通过测量卫星RF信号的传输时间能够计算其与卫星的距离，同时这些信号也包含了有关卫星瞬间位置的信息。从理论上看，知道了地面接收器收到三颗卫星的准确距离就能够计算出接收器的具体纬度、经度和海拔高度。3.3路标导航法路标是具有明显特征的能够被机器人传感器识别的特殊物体。路标具有一定几何形状，并且可以包含一些附加信息（如条形码）。通常，路标有一个固定的或者已知的位置，性对与此，机器人才定位自己。路标的选择应该便于识别。路标有两种：人工路标和自然路标。人工路标是专门设计的物体或标示物，这些东西被放置在环境中并且具有唯一的给机器人导航的目的。自然路标是一些物体或特性，这些物体或特性已经存