[发明专利]一种基于移动三维扫描技术的抖动检测分段滤波方法

权利要求书

1.一种基于移动三维扫描技术的抖动检测分段滤波方法，其特征在于，包括：

记录巡检机器人运动过程中的当前总位移数和抖动检测段数；

当检测到最近两段抖动间隔距离为巡检机器人前后轮轴心距左右时，判定巡检机器人前后两轮均在钢管轨道上运行，采用预设的状态空间模型对巡检机器人中激光陀螺惯性测量单元的惯性导航和里程计数据进行滤波解算；

巡检机器人在其它位置时，则采用普通组合导航的卡尔曼滤波算法解算巡检机器人的惯性导航和里程计数据；

状态空间模型为：

记巡检机器人直线运动状态下的姿态误差方程为：

其中，

ω_iθ表示地球自转角速率，L表示机器人所处地理纬度，δ表示此项为后缀引起的误差项(如代表由计算地球自转角速度引起的误差)，表示激光陀螺惯性测量单元在x，y，z轴的标定刻度系数；

令

则有巡检机器人直线运动状态下的姿态误差方程为：

还有巡检机器人直线运动状态下的速度误差方程为：

fⁿ表示加速度计测量值；

根据正常重力公式g＝g_θ(1+βsin²L-β₁sin²2L)-β₂h，得重力矢量误差：

令M′_va＝(fⁿ×)，

M′_vp＝(vⁿ×)(2M′_ap)+M₄；

则巡检机器人直线运动状态下的速度误差方程改为：

得状态转移矩阵：

构成新的卡尔曼滤波方程：

2.根据权利要求1所述的基于移动三维扫描技术的抖动检测分段滤波方法，其特征在于，检测抖动的方法包括：

设为巡检机器人运动过程中抖动检测判定条件，巡检机器人的加速度方差抖动检测算法模型：

其中，a_k为k时刻的加速度矢量和数据，为采样窗口N组数据的平均加速度矢量和，为加速度方差阈值，加速度方差阈值根据前期静置过程以及加速直线运动过程的数据选取。

3.一种基于移动三维扫描技术的巡检机器人，包括巡检机器人和激光扫描仪，其中，激光扫描仪包含激光扫描单元和激光陀螺惯性测量单元，其特征在于：所述激光陀螺惯性测量单元在进行测量时，采用权利要求1-2任一项所述的基于移动三维扫描技术的抖动检测分段滤波方法对激光陀螺惯性测量单元的惯性导航和里程计数据进行滤波解算。