四足機器人中多傳感器信息融合的應用

　　在Adams仿真軟件中，建立仿生四足機器人的運動學模型，如圖1所示。在仿生四足機器人機體的質心處建立一個前進方向的加速度測量，運行仿真，打開Adams仿真軟件的后處理器，對獲得的加速度曲線進行巴特沃斯濾波，然后計算加速度的平均值，將其作為該次仿真的加速度值。重復進行50次，得到50個加速度值，求出標準差，即為系統的過程噪聲標準差。圖2為某次仿真中的加速度曲線。最終求出系統的過程噪聲標準差為0.012 m/s2，即σw=0.012 m/s2.

　　圖1 Adams中機器人的運動學模型

　　圖2加速度曲線

　　3.2確定傳感器的量測噪聲標準差

　　對于傳感器的量測噪聲標準差，在仿真情況下，可以由其測量誤差來反映。

　　在實際應用中，利用兩個CCD攝像機獲取視差信息，再根據三角測量原理恢復出場景的深度信息，如此即可測量出障礙物與機器人之間的距離信息，然而，由于CCD攝像機所拍攝的圖像是以像元大小為單位的一組離散的數據，故在用雙目視覺進行測量時存在最小分辨率誤差，仿生四足機器人上搭載的雙目視覺傳感器的測量誤差約為6.8 cm，即σv1 = 0.068 m.

　　超聲測距傳感器的發射頭發出超聲波信號，此信號被障礙物反射后，由接收頭接收，根據發射和接收到信號的時間差和聲速，即可得到障礙物的距離信息。當探測范圍內有目標物體之外的物體存在時，會產生測量誤差。仿生四足機器人上搭載的超聲測距傳感器的測量誤差為1 cm，即σv2 = 0.01 m.