陈 凯，王广龙，王 成，薄洪波

(1.66008部队，天津 300250；2.军械工程学院 纳米技术与微系统实验室，石家庄 050003)

基于北斗/iNEMO惯性模块的机器人运动姿态解算方法

陈 凯1，王广龙2，王 成2，薄洪波1

(1.66008部队，天津 300250；2.军械工程学院 纳米技术与微系统实验室，石家庄 050003)

基于北斗/iNEMO惯性模块研究了一种组合式机器人运动姿态测量系统和解算方法;设计了以ARM为核心的嵌入式组合姿态解算平台，通过四元数法和卡尔曼滤波技术，对iNEMO惯性组件测量数据进行融合，进而在高动态环境中实时解算出机器人的运动姿态;同时，以北斗接收机输出的1PPS上升沿脉冲作为数据融合的同步信号，并利用其输出的导航信息辅助iNEMO惯性模块实现精对准;测试结果验证了设计方案的可行性和正确性，为机器人姿态解算提供了一种高精度、高稳定性、小体积、低功耗的解决方案。

姿态解算；机器人；惯性组件；北斗系统；初始对准

0 引言

移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统，是目前科学技术发展最活跃的领域之一[1]。它可以协助或取代人类的工作，已经广泛地应用于地质勘查、军事侦察、灾难救援等领域[2]。姿态检测作为机器人研究领域一个重要的组成部分，对于评定机器人的运动特性和姿态反馈控制具有非常重要的意义[3]。

目前，机器人的姿态检测方法按照接触方式分为间接检测法和直接检测法两种。间接检测法主要是使用超声波、激光或者CCD摄像机进行姿态测量，需要在机器人上安装多个外部检测元件，结构复杂，成本较高，不适合微小型机器人。……