计算机应用研究

作者：邓忠元,刘冉,曹志强,肖宇峰,

单位：西南科技大学a.信息工程学院;b.特殊环境机器人技术四川省重点实验室,四川绵阳621000；

关键词：相对定位,非线性优化,滑动窗口,扩展卡尔曼滤波,图优化,

基金：国家自然科学基金资助项目(12205245,12175187)；国家重点研发计划资助项目(2019YFB1310805)；；

针对卫星信号受阻，无预设基础设施（定位基站、地标等）环境下多机器人间的相对定位问题，提出了一种基于单个超宽带（ultra-wideband，UWB）融合里程计的多机器人相对定位方法。该方法利用滑动窗口截取历史时刻的多组机器人间测距信息与里程计预测的机器人位姿，构建非线性最小二乘问题，实现机器人间的相对位姿估计；利用扩展卡尔曼滤波算法估计里程计协方差，并将其以加权的方式运用于非线性优化，抑制滑动窗口内里程计累积误差对定位结果的影响；最后，利用图优化算法融合里程计与非线性优化获得的相对位姿作进一步优化，抑制UWB测量误差影响，以获得稳定的相对定位结果。实验结果表明，在6 m×12 m的真实测试环境中，所提方法能够获得0.32 m的相对位置精度和4.16°的相对角度精度，相比于现有多机器人相对定位方案，该方法具有高精度、低成本、部署简单以及定位稳定的优点。

来源：2023年第3期

《计算机应用研究》期刊编辑部

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