基于UMBmark算法的移动机器人定位试验研究
现代电子技术
Modern Electronics Technique
2018年2月1日第41卷第3期
Feb.2018Vol.41No.3
DOI ：10.16652/j.issn.1004-373x.2018.03.019
0引言
准确、可靠的位置信息是移动机器人导航的基本前提，是研究的关键问题之一[1]。定位是确定机器人在工作环境中相对于全局坐标的位姿[2]。现有的移动机器人自主定位方法有多种分类方法，最常见的一种是把定位分为相对定位和绝对定位[3]。
相对定位是通过测量机器人相对于初始位置的距离和方向来确定机器人的当前位置，包括惯性导航和测程法[4]。测程法不需要外部传感器信息，而是通过自身的传感器如光电编码器、陀螺仪等实现机器人自定位，具有
短时间定位精度较高，成本低廉的特点，使用普遍。它的缺点在于无界的误差累积[3]。测程法的误差包括系统误差与非系统误差，系统误差与机器人当前的外界环境无关，取决于机器人设计的合理性及制造精度等因素，因此其对机器人自主定位误差的影响是重要的误差来源[5-6]。
在光滑规则的室内地面上运动时，系统误差是机器人自主定位的主要来源。为了提高移动机器人自主定位的精度，国内外专家尝试了多种改进方法，其中UMBmark 校核算法是使用最广泛的方法之一[7]。
本文概述了UMBmark 校核方法“双向正方形路径
试验”及其简化模型，然后利用Pioneer3-AT 差动轮式移
基于UMBmark 算法的移动机器人定位试验研究
张胜宾1，赵祚喜2
（1.广东交通职业技术学院汽车与工程机械学院，广东广州
510642；
2.华南农业大学工程学院，广东广州
510642）
摘
要：测程法是使用最广泛的移动机器人自主定位方法，具有短时定位精度较高，成本低廉的特点，缺点是无界的误差累
积。在光滑规则的地面上运动时，系统误差是测程法的主要来源。为了提高移动机器人自主定位的精度，国内外专家尝试了多种改进方法，其中，UMBmark 校核算法是使用最广泛的方法之一。概述了UMBmark 校核方法“双向正方形路径试验”及其简化模型，利用Pioneer3-AT 差动轮式移动机器人完成了UMBmark 校核试验。结果表明，UMBmark 校核算法使得Pioneer3-AT 机器人自主定位的精度和稳定性均有较大提高。
关键词：移动机器人；定位；测程法；UMBmark 算法；系统误差；校核试验中图分类号：TN911.1-34；TP242.6
文献标识码：A
文章编号：1004-373X （2018）03-0080-04
Research on mobile robot localization experiment based on UMBmark algorithm
ZHANG Shengbin 1，ZHAO Zuoxi 2
（1.School of Automobile and Engineering Machinery ，Guangdong Communication Polytechnic ，Guangzhou 510642，China ；
2.College of Engineering ，South China Agricultural University ，Guangzhou 510642，China.）
Abstract ：The odometry as one of the most widely -used autonomous positioning methods of mobile robot has the characteristics of high short -time location accuracy and low cost ，but has unbounded error accumulation.The system error is the foundation of the odometry method when the robot is moving on a smooth and regular ground.In order to improve the accuracy of mobile robot ′s autonomous location ，multiple improved methods have been tried by the experts in China and other countries ，in which the UMBmark calibration algorithm is one of the most widely -used methods.The UMBmark calibration method for bidirectional square path test and its simplified model are summarized.The Pioneer3-AT differential wheeled mobile robot is used to complete the UMBmark check test.The
test results show that the UMBmark calibration algorithm can improve the positioning accuracy and stability of Pioneer3-AT robot greatly.
Keywords ：mobile robot ；location ；odometry ；UMBmark algorithm ；system error ；calibration test
收稿日期：2017-02-20
修回日期：2017-04-25
基金项目：国家自然科学基金：基于BUG 的农田作业车辆绕行避障算法研究（61175081）；948计划：精准农业智能关键装备技术引进与创新（2011-G32）
Project Supported by National Natural Science Foundation ：Implementation of Sensor -based Navigation on Agriculture Vehicles Base on Bug Algo -rithms （61175081），the 948Plan Project ：Technology Introduction and Innovation of Precision Agricultural Intelligent Key Equipment （2011-G32）
80万方数据