基于扩展卡尔曼滤波的纵移装置俯仰位姿估计

作     者：陈谨 谢良喜 王越 丁勇辉 CHEN Jin;XIE Liangxi;WANG Yue;DING Yonghui

作者机构：武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2025年第44卷第2期

页      面：143-146,150页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：抹灰机器人 激光测距 扩展卡尔曼滤波 编码器 

摘      要：由于施工墙面的粗糙度和垂直度问题,激光传感器在调整智能建筑抹灰机器人纵移装置与墙面平行度时受到较大影响。为了提高抹灰机器人纵移装置调整的精确度,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的纵移装置俯仰位姿估计方法。首先,结合纵移装置的结构特点和激光传感器及推杆的布局位置,确定了系统的运动模型和状态变量。然后,将激光传感器和推杆编码器的数据作为观测量;纵移装置相对于墙面的夹角作为状态变量。通过运用EKF算法,对传感器和编码器的数据进行融合,估算出纵移装置相对于墙面的俯仰位姿,这样可以显著提高抹灰机器人纵移装置的调整精度,并提高喷抹质量。仿真和现场样机实验证明了上述方法的有效性。