全局定位算法和位置计算
机器人全局定位算法多种多样,一般可分为几何定位和视角定位两种。激光全局定位系统依靠机器人初始位姿信息和时刻对合作路标方位角的检测来计算自身在全局坐标系中的位置和方位,是一种视角定位方法。
视角定位算法原理,假设检测到合作路标数为3个,机器人所在位置为R,则由各路标方位角可求出机器人到各路标连线间的夹角。此时,机器人定位便转化为一个简单的平面几何问题,利用平面几何设计位置求解的方法可以有多种,实际上在上述已知条件下,各种计算方法都是等效的。最直接的定位计算方法就是利用同弧圆周角相等原理。
理论上只要有3个路标便可实现机器人定位,但是由于传感器所测路标方位角不可避免地存在误差,从而导致机器人定位的不确定性。当测量角存在误差时,机器人位置解为一个区域,而不是一点。此外,路标个数及摆放位置对定位精度也有一定影响。当路标个数增多时,系统冗余信息较多,定位精度及抗干扰能力明显提高,不致因个别路标被遮挡而无法定位。
为充分利用系统冗余信息,定位算法在具体实现上,取有效合作路标的排列组合列写方程来求解。