定位系统是指在一个给定的坐标系范围内可以确定一个物体当前位置的系 统。J.Borenstein 和 H.R.Everett[3]等人认为机器人自定位方法分为相对定位和绝对 定位两种。相对定位的原理是根据目标物体相对于初始位置的方向和距离，每一 次新的定位都需要输入上一个位姿。相对定位灵活性较好，但是其误差随时间累积；绝对定位是根据确定的全局坐标系，测量机器人在全局坐标系内的绝对位置 和姿态，如使用全球定位系统、主动或被动路标。68471

1 定位技术概述

(1) 基于路标的定位。路标定位是在定位之前将定位环境中的一些具有非常 明显特征的物体作为路标，定位物体所携带的传感器可以感知、识别到这些路标， 从而得到自身的位置。路标一般可分为自然路标和人工路标。

自然路标是早已在环境中存在并且除了用于机器人导航之外还有一定功能 的目标或特征[4]，通常把环境中的某些具有规则形状的物体作为路标，比如将墙 角、门框；人工路标是指在定位环境中人为预先安放的某些坐标已知的路标，例 如超声波接收器、射频收发装置、红外传感器以及激光传感器等等，例如，考虑 三个位置已知的人工路标 A,B,C,测量出定位物体 O 到这三个路标的距离分别是d1,d2, d3,于是便可根据公式计算得到物体 O 的坐标。

为了计算定位物体的位置，根据获得信息的不同，基于路标的定位方法又可

分为以下几种：论文网

a)基于距离和角度信息进行定位，这是目前应用最广泛的基于路标的定位技 术。通过测量移动物体到路标结点的距离或者角度信息，再根据路标的坐标信息， 使用三边定位、三角定位以及多边定位方法计算出移动物体的坐标。室外定位系 统，如 GPS(Global Positioning System,全球定位系统)、RADAR(Radio Detection And Ranging,无线探测与定位)、LORAN（Long Range Navigation,远程导航）均 使用该方法进行定位。

b)可见性（Visibility）,在这种方法中，一个给定的路标发出某些信号，如 果移动物体能够接收到该信号，那么就将这个物体和该路标关联起来，反之亦然。 The Active Badge 定位系统和 CoolTown 工程都使用了类似的方法。

c)信号签名（Signal signature）,在这种方式中，参照点会发射某些信号，当 移动物体接收到这些信号时，通过测量这些信号的强度就可以确定目标物体的位 置。此外，还可以通过同时测量目标物体的发射信号强度和接收信号的强度来进 行定位。

(2)  航位推算定位。航位推算定位方法作为一种相对定位技术，使用时间最

长，应用也最为广泛。它利用惯性传感器等直接或间接的测量物体动态运动过程

中航向和相对位移信息,从而对移动机器人的位姿进行递归推算,可以提供短期 的高精度定位信息。例如，一个物体 O 从起始点 P 开始，沿着某一固定角度θ 以

速度