【《室内定位导航技术国内外研究现状与发展趋势文献综述》1400字】

室内定位导航技术国内外研究现状与发展趋势文献综述随着传感技术及计算机技术的不断发展，专家学者对国内外移动机器人导航方式的研究不断深入，根据不同传感器的划分，目前主流的定位导航主要有磁定位导航、GPS定位导航、惯性传感器定位导航、视觉传感器定位导航、激光传感器定位导航等方式。磁定位导航。通过磁性物作为标识物，引导机器人进行预定轨迹导航，如图1-2所示。郑炳坤REF_Ref68428914\r\h[6]等将导航装置磁条设计在地面上，并且引入含有指令信息的磁带，同时兼顾了机器人的导航与控制命令的发放。韩金华REF_Ref68428956\r\h[7]等引入了偏差测量系统，不仅使用了磁导航装置，还在医护机器人上安装磁尺，矫正轨迹。StormsREF_Ref68428988\r\h[8]等人通过磁场强度进行定位，是一种新型的磁导航方式。由于磁定位导航方式需要磁性物的铺设，导致应用场地空间受限，且需要后期维护，成本较高。图1-2磁定位导航示意图GPS定位导航。主要是利用卫星系统进行定位，进而完成导航任务。日本大阪大学研制的机器人REF_Ref68429014\r\h[9]一方面使用了GPS差分技术进行导航，另一方面使用里程计进行辅助，满足在不同环境下的导航需求。GPS定位导航依赖全球导航卫星系统，室内信号容易被屏蔽，需要借助其他传感器才能进行较为精确的定位。惯性传感器定位导航。原理为通过惯性传感器得到机器人运动的角速度与线速度，积分计算得到机器人的运动状态，如速度及位姿等。航迹推算因为积分特性，因此容易随着时间增长而产生累计误差。为了矫正这类误差，使用多传感器融合是较好的解决方法之一。文献REF_Ref68527126\r\h[10]将视觉传感器与惯性传感器相结合，通过不同传感器在特性上的互相弥补，降低惯性传感器的漂移问题REF_Ref68527151\r\h[11]。视觉传感器定位导航。多见于服务型机器人，如图1-3所示，以单目或双目视觉传感器采集到的图片作为信息源，以对图片的特征提取为基础进行特征匹配，得到机器人位姿的推算结果。其关键技术为特征匹配及后端位姿优化处理。视觉传感器虽然采集到的环境信息较多，但是对光线条件要求较高，且计算量较大，对计算设备有一定的要求。图1-3视觉传感器定位导航激光传感器定位导航。激光传感器基于激光的发射与接收得到测量数据，测量精度较高，范围较大，也是目前服务与教育机器人主流的定位导航方法，如图1-4所示。在文献REF_Ref532551828\r\h[12]中，利用反光板作为路标，推算机器人实际位姿，实现导航目标。文献REF_Ref531939873\r\h[13]中，柳树车库研发的的移动机器人PR2则将激光传感器、视觉传感器与惯性传感器应用于定位与建图，不仅完成了定位导航任务，还可以帮助机器人进行更加复杂的动作演示。图1-4激光传感器定位导航从目前国内外的室内定位导航技术发展现状来看，高度精准、实时快速、鲁棒性强的室内定位技术作为路径规划、实时导航的关键技术，已成为研究发展的一大趋势。其中，激光雷达相比较于其他传感器，具有抗干扰能力强、信号能量密度大、测量距离及角度精度高等特点，以激光雷达作为主要传感器的室内定位导航技术，正在得到越来越多的学者关注，激光SLAM成为目前室内机器人定位与建图的研究热点之一。参考文献Doan,P.T,Nguyen,T.T.Pathtrackingcontrolofautomaticguidedvehicleusingcamerasensor[C].Proceedingsofthe1stInternationalSymposiumonAutomotiveandConvergenceEngineering.2011:20-26.Pratama,P.S.TrajectoryTrackingAlgorithmforAutomaticGuidedVehicleBasedonAdaptiveBacksteppingControlMethod[M].2013,14(2):400-410.Hidayat,F.,Trilaksono,B.R.,Hindersah,H.DistributedMultiRobotSimultaneousLocalizationandMappingwithConsensusParticleFiltering[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2017,801:012003.ZouQ,WangX.Arobotnavigationmethodbasedonlaserand2Dcode[C].//2016IEEEInternationalConferenceonInformationandAutomation(ICIA).IEEE,2016:485-490.Saez-Pons,J.,Lehmann,H.,Syrdal,D.S.,etal.Developmentofthesociabilityofnon-anthropomorphicrobothomecompanions[C]//JointIEEEInternationalConferencesonDevelopmentandLearningandEpigeneticRobotics.IEEE,2014:111-116.郑炳坤,赖乙宗,叶峰.磁导航AGV控制系统的设计与实现[J].自动化与仪表,2014,29(3):6-10.韩金华,王立权,孟庆鑫.护士助手机器人磁导航方法研究[J].仪器仪表学报,2009,30(4):834-839.Storms,W.,Shockley,J.,Raquet,J.MagneticFieldNavigationinanIndoorEnvironment[C]//UbiquitousPositioningIndoorNavigationandLocationBasedService(UPINLBS).IEEE,2010:1-10.Velagic,J.,Osmic,N.,Hodzic,F.,etal.OutdoornavigationofamobilerobotusingGPSandGPRScommunicationsystem[C]//Elmar.IEEE,2011:173-177.Gabriel,N.,Weiss,S.,Scaramuzza,D.,etal.FusionofIMUandVisionforAbsoluteScaleEstimationinMonocularSLAM[J].JournalofIntelligent&RoboticSystems,2011,61(1-4):287-299.Corke,P.,Lobo,J.,Dias,J.AnIntroductiontoInertialandVisualSensing[J].TheInternationalJournalofRoboticsResearch,2007,26:519-535.Loevsky,I.,Shimshoni,I.Reliableandefficientlandmark-basedlocalizationformobilerobots[J].Robotics&AutonomousSystems,2017,