基于GPS与地图匹配的移动机器人定位方法

来源：机床与液压杂志2021年第3期北京时间：

作者：高扬，夏洪垚，许豪，袁华智

单位：汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室；汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室；汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室；汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室

摘要：高精度的定位结果是移动机器人路径规划等各项任务的前提，全球卫星定位系统（GPS）能够在空旷区域得到移动机器人的全局定位坐标，但在无卫星信号环境下存在定位精度低或难以定位的问题。提出一种GPS与地图匹配的组合定位方法解决部分无卫星信号复杂环境中的定位问题。首先建立一种修正航迹推算误差的新运动模型，降低航迹推算的累计误差。其次，相对航迹推算定位方法，基于无损卡尔曼滤波算法将GPS与航迹推算融合的定位方法使移动机器人的定位精度提高了79.7%。最后引入地图匹配定位，并组合GPS与航迹推算融合的结果实现复杂环境中的准确定位。实验证明：基于GPS与地图匹配的组合定位方法能够解决移动机器人在复杂环境中的定位问题，同时相对传统GPS定位方法移动机器人的定位精度提高了43%。

关键词：移动机器人;GPS;地图匹配;组合定位

基金资助：中央高校基金资助项目(3100102229103；300104292209)；国家自然科学基金青年科学基金项目(61503043)；陕西省科技计划项目自然科学基础研究计划项目(2019JLP-07；2019JM-309)