基于激光雷达的牧场巡检机器人定位与建图算法设计

针对牧场巡检机器人定位精度和鲁棒性低、建图精度和稳定性差的问题,提出一种基于激光雷达测距和测绘技术与改进LOAM-SLAM算法的LOM-SLAM算法。LOM-SLAM算法在LOAM-SLAM算法的基础上将SLAM分解为运动估计和地图构建两个过程,利用激光雷达的高精度测距和测绘技术,实现同时进行机器人的定位和地图构建,从而提高定位与建图的精度,提高鲁棒性和稳定性。将LOM-SLAM搭载在麦轮结构的巡检机器人上进行试验验证。结果表明:在位姿估计试验中,LOM-SLAM算法的绝对轨迹误差(ATE)和相对位姿误差(RPE)的RMSE值分别仅为7.28 m和2.23 m,均低于对比算法。在定位与建图试验中,当巡检机器人分别以0.2 m/s、0.5 m/s、1 m/s的速度运动时,LOM-SLAM的定位误差分别为0.12 m、1 m、1.2 m,具有更好的定位精度和稳健性。

一种高灵敏度电容式波动陀螺的设计与分析

基于固体波动陀螺灵敏度高、可靠性好、动态范围宽等突出优点,本文研究了一种全新的高灵敏度电容式微机电环形波动陀螺。首先设计了微机电环形波动陀螺的敏感结构与整体结构,并分析了工作特性与敏感原理;其次建立了环形敏感结构的灵敏度数值模型,分析了灵敏度与主要设计参数的关系;最后对环形敏感结构进行了模态仿真、静电驱动分析、灵敏度分析与极限位移分析,得到了该微机电环形波动陀螺的谐振频率为6.036 0 kHz,在2.906 8μm的驱动激励下机械灵敏度为0.003 6μm/°,最大静态应力为19.82 MPa。分析结果表明该陀螺敏感结构设计合理,能够实现高灵敏度的角速度敏感,为进一步研制高灵敏度MEMS陀螺奠定了基础。