四足機(jī)器人中多傳感器信息融合的應(yīng)用

　　在Adams仿真軟件中，建立仿生四足機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，如圖1所示。在仿生四足機(jī)器人機(jī)體的質(zhì)心處建立一個(gè)前進(jìn)方向的加速度測(cè)量，運(yùn)行仿真，打開(kāi)Adams仿真軟件的后處理器，對(duì)獲得的加速度曲線進(jìn)行巴特沃斯濾波，然后計(jì)算加速度的平均值，將其作為該次仿真的加速度值。重復(fù)進(jìn)行50次，得到50個(gè)加速度值，求出標(biāo)準(zhǔn)差，即為系統(tǒng)的過(guò)程噪聲標(biāo)準(zhǔn)差。圖2為某次仿真中的加速度曲線。最終求出系統(tǒng)的過(guò)程噪聲標(biāo)準(zhǔn)差為0.012 m/s2，即σw=0.012 m/s2.

　　圖1 Adams中機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型

　　圖2加速度曲線

　　3.2確定傳感器的量測(cè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)差

　　對(duì)于傳感器的量測(cè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)差，在仿真情況下，可以由其測(cè)量誤差來(lái)反映。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，利用兩個(gè)CCD攝像機(jī)獲取視差信息，再根據(jù)三角測(cè)量原理恢復(fù)出場(chǎng)景的深度信息，如此即可測(cè)量出障礙物與機(jī)器人之間的距離信息，然而，由于CCD攝像機(jī)所拍攝的圖像是以像元大小為單位的一組離散的數(shù)據(jù)，故在用雙目視覺(jué)進(jìn)行測(cè)量時(shí)存在最小分辨率誤差，仿生四足機(jī)器人上搭載的雙目視覺(jué)傳感器的測(cè)量誤差約為6.8 cm，即σv1 = 0.068 m.

　　超聲測(cè)距傳感器的發(fā)射頭發(fā)出超聲波信號(hào)，此信號(hào)被障礙物反射后，由接收頭接收，根據(jù)發(fā)射和接收到信號(hào)的時(shí)間差和聲速，即可得到障礙物的距離信息。當(dāng)探測(cè)范圍內(nèi)有目標(biāo)物體之外的物體存在時(shí)，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。仿生四足機(jī)器人上搭載的超聲測(cè)距傳感器的測(cè)量誤差為1 cm，即σv2 = 0.01 m.