摘要
本发明公开了一种水下管道机器人定位方法,首先利用惯性测量单元(IMU)获取初始航向角和位置,建立卡尔曼滤波状态模型。接着,通过编码器轮累计转动角度结合IMU测得的航向角变化与管道半径计算弧长变化,将其作为观测值进行状态更新。采用速度变化量与观测距离变化量的关系分析识别打滑事件。预先通过离线贝叶斯优化生成正常和打滑状态下的最优过程噪声矩阵和观测噪声矩阵参数,在检测到打滑时切换至相应参数并融合编码器与IMU的弧长变化量补偿误差。最终输出高精度弧长位置及航向角,实现对机器人在管道上相对于初始状态的位置精确定位。本发明提高了水下机器人在复杂环境中的导航与定位精度。
技术关键词
水下管道机器人
编码器轮
观测噪声
定位方法
协方差矩阵
卡尔曼滤波器
状态更新
累积误差
数据
参数
ROS系统
协方差估计
航向角信息