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          消防機器人GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的精度提高方案

          作者: 時間:2009-04-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          引言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/152527.htm

            偵察是一類實用型,它能替代救援人員遙控進入易燃、易爆、有毒、有害、易坍塌建筑物、大型倉庫堆垛、缺氧、濃煙等室內(nèi)外危險災(zāi)害現(xiàn)場,進行現(xiàn)場探測、偵察。由于火災(zāi)現(xiàn)場的特殊環(huán)境(建筑物遮擋,濃煙,火焰等),控制人員必須能夠在視野之外準(zhǔn)確地操控,因而必須采用可靠精確的。一般消防機器人都載有攝像頭,可以通過電纜或無線傳輸模塊將視頻信號返回給控制人員,由此可以實現(xiàn)機器人的視覺。然而視頻信息的帶寬需求比較大,而且易受外部環(huán)境干擾,在許多場合無法使用。本文提出一種融合,陀螺儀和里程計等傳感器信息的綜合,結(jié)構(gòu)如圖一所示。

          定位

            全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代航天及無線電通訊科學(xué)技術(shù)的發(fā)展建立起來的一個高、全天候和全球性的無線電導(dǎo)航電位、定時的多功能系統(tǒng)。GPS可提供實時的三維坐標(biāo)、三維速度和高的時間信息,目前已成為當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛、最實用的全球精密授時、測距、導(dǎo)航、指揮、調(diào)度系統(tǒng)。

            GPS模塊可提供定位時間,經(jīng)緯度,定位功能指示等12項數(shù)據(jù),輸出格式采用標(biāo)準(zhǔn)NMEA協(xié)議,可以直接使用獲得的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)作為方位信息(東經(jīng)XXX.XXXX,北緯XXX.XXXX)。也可以根據(jù)功能指數(shù)和因子計算相對于出發(fā)點的位置信息(北:±XXXX.XXm;東:±XXXX.XXm)。模塊單機定位時精度為10~30米,如果使用了基準(zhǔn)站差分定位技術(shù)則精度可以至5~10米[1]。這樣的精度仍然無法滿足消防機器人準(zhǔn)確操控的需求,另一方面,消防偵察機器人需要在工廠區(qū),室內(nèi)等無法接收到GPS衛(wèi)星信號的環(huán)境下工作,因此必須用其他技術(shù)作為GPS定位的補充。

          電子羅盤系統(tǒng)

            電子羅盤COMPASS的操作原理是根據(jù)磁阻感應(yīng)地球磁場變化而即時輸出物體的運行方向和運動姿態(tài)數(shù)據(jù)。運動方向數(shù)據(jù)包括方位角(順時針偏離正北方向的角度)等數(shù)據(jù);運動姿態(tài)數(shù)據(jù)包括俯仰角、旋轉(zhuǎn)角等數(shù)據(jù)。COMPASS的使用目的是針對GPS接收數(shù)據(jù)的補償,使得本系統(tǒng)在GPS衛(wèi)星信號接收不理想的情況下,依舊能產(chǎn)生恒定頻率的機器人運行方向和姿態(tài)信息,并進一步根據(jù)相應(yīng)算法得出其位置信息。


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