四足机器人中多传感器信息融合的应用

　　在Adams仿真软件中，建立仿生四足机器人的运动学模型，如图1所示。在仿生四足机器人机体的质心处建立一个前进方向的加速度测量，运行仿真，打开Adams仿真软件的后处理器，对获得的加速度曲线进行巴特沃斯滤波，然后计算加速度的平均值，将其作为该次仿真的加速度值。重复进行50次，得到50个加速度值，求出标准差，即为系统的过程噪声标准差。图2为某次仿真中的加速度曲线。最终求出系统的过程噪声标准差为0.012 m/s2，即σw=0.012 m/s2.

　　图1 Adams中机器人的运动学模型

　　图2加速度曲线

　　3.2确定传感器的量测噪声标准差

　　对于传感器的量测噪声标准差，在仿真情况下，可以由其测量误差来反映。

　　在实际应用中，利用两个CCD摄像机获取视差信息，再根据三角测量原理恢复出场景的深度信息，如此即可测量出障碍物与机器人之间的距离信息，然而，由于CCD摄像机所拍摄的图像是以像元大小为单位的一组离散的数据，故在用双目视觉进行测量时存在最小分辨率误差，仿生四足机器人上搭载的双目视觉传感器的测量误差约为6.8 cm，即σv1 = 0.068 m.

　　超声测距传感器的发射头发出超声波信号，此信号被障碍物反射后，由接收头接收，根据发射和接收到信号的时间差和声速，即可得到障碍物的距离信息。当探测范围内有目标物体之外的物体存在时，会产生测量误差。仿生四足机器人上搭载的超声测距传感器的测量误差为1 cm，即σv2 = 0.01 m.