基于捷联惯导的蛇形管道机器人定位算法

摘要：

为解决蛇形管道探测机器人因处于地下管道,难以定位的问题,基于牛顿第二定律为蛇形管道探测机器人设计了一种高精度的捷联式惯性导航定位系统(strapdown inertial navigation system,SINS).系统搭载九轴惯性测量器件(inertial meas-urement unit,IMU)对蛇形机器人的加速度及角速率信息进行测量,融合卡尔曼滤波算法对定位系统进行误差补偿,采用四元数法构造捷联式惯性导航系统姿态矩阵进行姿态更新,再积分得到速度和位移.利用MATLAB软件根据上述算法对机器人的速度、位移进行分析计算,并与机器人真实的速度位移做比较,验证算法的可靠性.实验结果表明:所提算法的定位误差最大不超过4.7％,能够为管道探测机器人提供准确地速度和位置信息,具有较高的实用价值和意义.

关键词：捷联式惯性导航、管道损伤探测机器人、姿态矩阵、定位系统

所属期刊栏目：22

分类号：TP249(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金51971013

在线出版日期：2022-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：4872-4878