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摘要
目前综采工作面巡检机器人中应用较广泛的是轨道式机器人，机器人经过轨道连接件时会产生抖动，造成惯性导航/里程计组合定位误差增大。针对该问题，在惯性导航/里程计组合导航算法的基础上，采用基于抖动检测的分段滤波方法，实现巡检机器人的自主定位。根据巡检机器人经过轨道连接件时的陀螺仪数据，采用滑动窗口方法对机器人俯仰角速度进行动态分析，通过求导数和判断局部最大上升沿和局部最大下降沿，当最大上升沿与最大下降沿交替出现时，即认为识别到轨道连接件，实现抖动检测，从而将机器人运动状态分为平稳运行状态和抖动状态。当机器人处于平稳运行状态时，陀螺仪和里程计数据均较平稳，此时用惯性导航/里程计组合导航方式进行滤波解算，同时根据陀螺仪数据应该稳定在零值附近的特性来矫正陀螺仪误差；当机器人处于抖动状态时，里程计可能会由于车轮打滑、弹起悬空而产生误差，此时采用纯惯性导航算法消除里程计误差对组合导航定位的影响。实验结果表明，抖动检测算法可准确判断轨道连接件，基于抖动检测的分段滤波方法能有效提升巡检机器人定位精度，平均定位误差小于5 mm，满足综采工作面精确定位要求。
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单位武汉大学; 自动化学院
