车轮的安装与选择.doc

西 南 交 通 大 学
本科毕业设计（论文）

基于行为设计的自主式小型移动机器人系统研究

年 级: 2003级
学 号: 20030718
姓 名: 谢群
专 业: 机电一体化
指导老师: 周伦

2007年 6月
西南交通大学本科毕业设计(论文) 第Ⅰ页

院 系 机械工程学院 专 业 机械电子工程
年 级 2003级 姓 名 谢群
题 目 基于行为设计的自主式小型移动机器人系统研究

指导教师
评 语

指导教师 (签章)

评 阅 人
评 语

评 阅 人 (签章)

成 绩

答辩委员会主任 (签章)

年 月 日

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第Ⅲ页
毕业设计（论文）任务书

班 级 2003级机械一班 学生姓名 谢群 学 号 20030718
发题日期： 2007年 月 日 完成日期： 2007年 月 日
题 目 基于行为设计的自主式小型移动机器人系统研究
1、本论文的目的、意义 本篇论文主要介绍了我独立设计并制作的基于行为设计的机器鼠，这个机器鼠的设计制作的主要目的是对基于行为的机器人算法的验证和试验。基于行为的方法在中智能家庭等商业领域受到了许多研究人员的青睐，IRobot公司成功地研制出Roomba家庭式自动地板吸尘除菌机器人，将基于行为的思想引入机器人的作业规划中，提高了规划的效率和对环境的适应度，具有良好的应用前景。在机器鼠设计过程中，依照基于行为的设计方法，对机器鼠的环境、行为和执行任务进行分析和重构，以此对传感器的布局，机械结构和程序流程进行了理论分析设计。在周伦老师的支持和指导下，完成了实物制作（包括电路板设计制作和机械加工）。在机器鼠控制系统的基础上，提出了一种吸尘机器人机械底盘设计方案，结合控制系统初步可以完成室内吸尘任务的要求：能够按照预先设定的算法，自动按照一定的路径行驶，行驶过程中可以自动的识别并绕开障碍物，达到对房间进行无人自动吸尘的目的。目前国内外对吸尘机器人的研究，仅处于刚起步阶段，国内还没有此类产品推出，如果能够继续改进，会具有很大的市场潜力，并且具有一定的学术价值。通过对AT89S52单片机系统的设计调试，对如何组建单片机系统有了深刻的了解；通过对步进电机驱动电路的设计调试，熟悉了PCB的设计流程，增强了数字电路方面的知识。最重要的是，通过这次设计并制作出实物，自己的实际动手能力得到了很大的增强。
2、学生应完成的任务 机器鼠的总体设计、路径设计及机器鼠的总调试
机器鼠的机械部分设计并加工组装
步进电动机驱动电路板的设计、调试
51单片机控制系统的硬件接线及软件程序设计、调试
51单片机控制流程图
步进电机驱动芯片电路图
一种自动吸尘机器人的机械底盘设计建模，运动学计算
AT89S52单片机外围硬件接线图
外文资料翻译
设计、计算说明书
3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）
第一部分 实习 (1周)
第二部分 收集资料、进行市场调查、完成总体设计 (3周)
第三部分 进行详细方案设计、完成控制系统、电路板的调试及机械零件的加工 (4周)
第四部分 完成机器人的总装及功能调试 (2周)
第五部分 外文翻译以及设计说明书 (2周)
评阅及答辩 ( 周)

备 注

指导教师： 年 月 日
审 批 人： 年 月 日

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第Ⅳ页
摘 要
移动机器人是近年来发展起来的一门综合学科，集中了机械、电子、计算机、自动控制以及人工智能等多学科最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就。移动机器人在工业生产中常用来完成运输和上下料等任务，同时也被广泛用于农业、医疗等不同行业。
在移动机器人相关技术研究中，路径规划技术是一个重要研究领域[17]。本文首先初步讨论总结了目前主要的路径规划技术。从基于事例、基于环境模型和基于行为三个方面全面而系统地综述了移动机器人路径规划技术的研究现状，对于目前普遍采用的路径规划方法及其实际应用情况进行了较为详细介绍和分析。
基于行为的方法是由MIT的Brooks在他著名的包容式结构[42]中建立，它是一门从生物系统得到启发而产生的用来设计自主机器人的技术，也是本文所重点研究的目标。它采用类似动物进化的自底向上的原理体系，尝试从简单的智能体来建立一个复杂的系统。将其用于解决移动机器人路径规划问题是一种新的发展趋势，它把导航问题分解为许多相对独立的行为单元，比如跟踪、避碰、目标制导等。这些行为单元是一些由传感器和执行器组成的完整的运动控制单元，具有相应的导航功能，各行为单元所采用的行为方式各不相同，这些单元通过相互协调工作来完成导航任务。
基于行为的机器人学反对抽象的定义, 因此采用场景化、具体化的解释更适合该领域的哲学思想。基于行为的机器人学的重要研究内容是系统结构而不是算法, 基于行为设计的机器人在非结构化动态环境中的性能非常优越，用基于符号的机器人学设计的类似的机器人无法达到如下性能:
a. 高速度,高灵活性。在动态复杂环境中的移动速度很快。
b. 高鲁棒性。 可以承受局部损坏。
c. 高效性。 软件代码可以是传统的几百分之一,硬件可以是传统的几十分之一。
d. 经济性。价格是传统的十几分之一。
e. 可扩展性。很少改变原有系统便可增加性能。
f. 可靠性。分布式自组织并行工作,可靠性强。
为进一步研究基于行为的规划方法，而引入一个真实环境及任务模型，即IEEE每年举办的微型机器鼠比赛，通过设计基于行为的机器鼠模型论证该算法的可行性。此项比赛要求机器人能够自主在未知环境中完成迷宫穿越的任务。针对机器鼠比赛项目的环境模型未知或不确定，以及该机器人本身的某些限制, 采用基于行为的研究方法, 实现了自行设计的自主式小型移动机器人在未知、动态环境中的自动避障。通过对机器鼠所运行的环境建模，根据基于行为的方法对机器鼠的执行任务、沿墙行走、判断障碍旋转进行分解构建，以及对机器鼠传感器布置及机械平台设计进行理论分析。
本文所研究的自主式微小型移动机器人个体是自行搭建的机器鼠实物平台, 它由两步进电机驱动, 其外形如图1所示。在机器鼠正向和侧向共有3个漫反射式红外线光电传感器, 距离为10cm～ 20cm ,两个碰撞开关，传感器位置布置如图2所示，当传感器前方有障碍物时, 传感器的输出为1, 否则为0。

图1 机器鼠外形照片
采用了ATMEL公司的AT89S52单片机控制，小型四相步进电机及专用的PMM8713步进电机驱动方案，红外接近开关作为主要传感器，差动式底盘结构，初步实现针对微型机器鼠竞赛的自主移动小车的设计。

图2 机器鼠传感器布置
行为的设计与机器人的能力密切相关，机器人的硬件限制了机器人的某些行为的能力，根据机器鼠的比赛任务，对机器鼠的行为中作如图3分解。

图3 机器鼠的基本行为组件
机器鼠的设计是对基于行为的规划方法的一种验证设计，这种算法正广泛应用于家庭服务类机器人，最典型的实例是自主吸尘机器人。在机器鼠传感和控制系统的基础上，本文进一步针对自主吸尘机器人提出一种机械底盘设计方案，使机器鼠的实用意义得以提升。

关键词：移动机器人；路径规划；单片机控制步进电机驱动；红外接近开关传感器；自主吸尘机器人

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Abstract
The Mobile Robert is a recently developing synthetic discipline which represents mechanical-electrical integration and centralizes the latest research of mechanics, electronics, computer, auto-control artificial intelligence, etc. In production industries the robot is used to transport and load-unload meanwhile it also widely used in others, like agriculture, medicine, and so on. In the relevant researches, the technology of it is a very important field. Firstly this paper make a summary of current technologies of path planning preliminarily, and then from case-based environment model-based and behavior-based aspects, make a summary of the recent situation mobile robot’s path planning researches comprehensively and systematically. Finally introduces and analyzes the commonly used methods and their applications.
Because of the uncertain and dynamic the environment models and the limitation of the robotic mice, we choose the method of adopting behavior-based. The self-designed autonomous navigation of mobile robot avoiding obstacles automatically can be realized. Though modeling for the circulating-circumstance of robotic mice, its tasks performing, along wall walking and obstacle-rotating judging are analyzed and constructed according to the behavior-based method as well as the arrangement of robotic mice’s sensor and the design of mechanical platform.
We have built the platform of practicality for the robotic mice. The AT89S52 single-chip controlling also miniature four phase stepper motor and circuit of step motor driving program are adopted, with infrared remote control switch controller as the major sensor and differential chassis structure. Therefore, the design of autonomous navigation of mobile vehicle aimed at the miniature robotic mice contest will be achieved. Use limited funds to make a simple carriage, build an experimental electric circuit, draw and print the circuit board and accomplish the assembling and debugging work.
The design of robotic mice is a validation for behavior-based method. The computational algorithm is widely used in household services robots and the typical form is autonomous cleaning robots. On the ground of robotic mice sensor and control system, the thesis further put forwards a mechanical chassis design, accomplish CAD modeling calculate and analyze in terms of autonomous cleaning robots.
Key word: Mobile robot;Path planning;Singlechip-controlling drive circuit of step motor;Infrared remote control switch controller;Autonomous cleaning robots

目 录
第1章 绪论 1
第2章 移动机器人路径规划方法的分类及现状 5
2.1 基于事例的学习规划方法 5
2.2 基于环境模型的规划方法 6
2.3 基于行为的结构 7
第3章 自主式小型移动机器人设计任务及方案分析 10
3.1 微型鼠竞赛介绍 10
3.2 设计任务分解 11
3.3 机器鼠任务分析及基于行为设计 12
3.3.1 巡视通道，沿墙行走行为 13
3.3.2 判断通道，触发旋转行为 19
3.3 机械平台 21
3.4.1 机器人移动机构方案选择 21
3.4.2 车轮的安装与选择 26
3.4.3 车轮的选择 27
3.5 多传感器的配合使用 28
3.5.1 传感器在机器人学科应用 28
3.5.2 机器人红外传感器 30
3.5.3机器鼠传感器设计方案 34
第4章 机器鼠四相步进电机及驱动电路设计 38
4.1 步进电机控制概况 38
4.2 反应式步进电动机的结构及工作原理 39
4.3 步进电机功率的确定 43
4.4 驱动电源 45
4.4.1 步进电动机的控制 47
4.4.2 机器鼠所使用的步进电机驱动电路 49
4.5 单片机控制 53
4.6 单片机控制程序流程图 64
第5章 基于机器鼠控制系统的一种实用自主吸尘机器人机械部分设计 69
5.1差动式车体运动学分析 70
5.2 驱动轮机构组成 74
5.3 随动轮机构组成 79
结 论 81
致 谢 83
参考文献 85
附录一： C语言单片机控制程序 88
附录二： PCB印刷图 88
附录三： 外文翻译 88
附录四： 实习报告 88

出为a,检测到有障碍a=1，无障碍保持a=0。如图3-12所示。

图3-13 根据行为对机器鼠的任务分解
图3-13中所示的实现机器鼠行走行为的有限状态机大大简化前面所进行的常规系统分析。在图中，旋转启动和旋转方向被相互独立的利用两个FSM实现，每个FSM都只有两个状态：前端传感器检测障碍情况，和侧向传感器检测障碍情况。判断是否进入旋转状态，只需要前端传感器的变量d，旋转结束的标志d=0，这样可以避免使用弹道行为来设定旋转角度值，减少误差；旋转方向，利用侧向传感器检测信号，这里需要考虑在沿墙行走中，侧向传感器会出现检测无状态的情况，通过设定d可以避免沿墙行走时发生误判旋转，但是在拐角需要设定一定延时判断。
3.3 机械平台
3.4.1 机器人移动机构方案选择
机器人移动机构按其结构可分为轮式、履带式、步行方式或其他方式。轮式和履带式机器人适合于条件较好的路面，而步行机器人则适于条件较差的路面。轮式移动机构运动平稳，自动操纵简单，最适合平地行走，在无人工厂中，常用来搬运零部件或做其他工作，应用最广泛。

图3-14 轮式移动机构布置[7]
普通的轮式移动机构一般有三个轮、四个轮或六个轮，其转向装置的结构通常有两种方式:
1.铰轴转向式:转向轮装在转向铰轴上，转向电机通过减速器和机械连杆机构控制铰轴，从而控制转向轮的转向。
2.差速转向式:在机器人的左、右轮上分别装上两个独立的驱动电机，通过控制左右轮的速度比实现车体的转向。在这种情况下，非驱动轮应为自由轮。
据上所述，轮式移动机器人通常有以下几种可选方案:
1.三轮铰轴转向式:如图(a)所示，轮1为铰轴转向轮，它同时也可以作为驱动轮。如果1作为驱动轮，可将轮2或轮3之一作为驱动轮。
2.三轮差动转向式:如图 (b)所示，轮1为随动轮，它可以自由转动，轮2和轮3都是驱动轮。
3.四轮铰轴转向式:如图 (c)所示，轮1和轮2为转向轮，它们之间有同步轮转向连杆，轮3或轮4为驱动轮，转向通过转向电机来实现。
4.四轮差动转向式:如图 (d)所示，轮1和轮2为自由轮，轮3和轮4分别由不同的电机来驱动，以实现差动转向。
四轮的稳定性好，承载能力较大，但结构较复杂。三轮移动机构结构最简单，控制最方便。三点确定一个平面，三轮支撑理论上是稳定的。然而，这种装置很容易在施加到轮1的左右两侧力F作用下翻倒，因此，对负载有一定限制。但对采用三轮移动机构的机器人来说，重心都比较低，载荷稳定且中心位置基本不发生变化，所以三轮移动机构能满足要求。铰轴转向式控制简单，但精度不是太高。差动转向式控制较复杂，但精度高。考虑到吸尘机器人在移动和避障时，其运动和转向的精度要求较高，所以本设计采用三轮差动转向式。
采用标准差速驱动运动平台对于机器鼠已经满足其运动条件。由于机器鼠需要在靠近墙壁的附近区域工作，形状应设计为对称圆柱体，并且两个驱动轮的轴线应该同整个外壳的直径相重合。这种形状可以帮助机器鼠在窄小空间内转弯避让。
差速驱动底盘通过控制两个驱动轮之间的运动差异来控制机器人的整体运动。也就是说，无论另一个轮子的移动速度如何，每个轮子都可以按照自己特定的速度旋转。在构造过程中，为了维持平衡经常使用一个或者多个万向轮。

图3-15 机器鼠所采用的底盘方案
透过机器鼠的壳体向下俯视，可以看到如图所示的两个驱动轮和位于前端的球形万向脚轮。左右两个驱动轮L和R之间的相对速度决定了机器鼠的整体运动。当两个轮子同时向前旋转时，机器鼠就会前进；当两个轮子以相同速度向相反方向旋转时，机器鼠将会围绕位于两轮子中间的中心点进行原地旋转操作。
尽管平移运动和旋转运动相互偶合在一起，然而可以通过两步操作将这两个运动分量进项有效的解耦。首先让机器人按照特定方向围绕某点进行原地旋转操作（两个驱动轮的旋转速度大小相同，方向相反）；然后控制两个驱动轮朝向相同方向旋转，以执行纯粹的平移操作，直到达到期望位置为止。选择机器人上的任何一点作为局部坐标系统的原点。假设选择左轮同地面之间的接触点为坐标原点，如图3-16所示。此时机器人的平移速度v式左轮的驱动速度VL。底盘圆周半径为w，并且其旋转角速度为ω,位于该圆上的某点的线速度Vpoint=ωw。机器人的平移速度和旋转速度同轮子速度之间的关系可以表示为：
V=VL
ω=(VR-VL)/w
也经常使用上述求解表达式的逆向计算过程：
VL=V
VR=ωw+V

图3-16坐标系统F原点位于机器人的左轮
在图3-17所示差速驱动机器人运动的某个特殊情况，当机器人围绕坐标系统的原点进行旋转操作时，由左轮所确定出的曲率半径为向量rl。随着旋转过程的进行，Ө的值将从0增达到2π，此时左右两个轮子的运动轨迹形成了两个同心圆，其周长分别为2πrl和2π（rl+w）。左轮沿内圈行驶的时间和右轮沿外圈行驶的时间是相同的，由此我们可以计算出rl的值。由于时间等于距离与速度的商值。
2πrl=2π（rl+w）/VR
由上式可以求出VR为：rl=VLw/(VR-VL)

图3-17 轮速同机器人运动之间的关系
该式描述了左右两个轮子的速度同机器人曲率半径之间的关系，对此可以做出非常合理的解释。当两个驱动轮的旋转速度完全相同时，半径rl的值将趋于无穷大。当左轮速度为0时，rl等于0，机器人围绕左轮进行原地旋转；当两个轮子的速度幅值相同而符号相反时，机器人将会围绕中心位置进行原地旋转。

（a）

（b）
图3-18 机器鼠机械底盘
3.4.2 车轮的安装与选择
1） 平衡
当使用一对车轮驱动的时候,要让左、右车轮处于同一平面内,如图3-17(a)所示的那样。换句话说,图3-19(b)所示的左、右车轮高低不同是不可取的。

图3-19 平衡[7]
检查的方法很简单，将机器人放置在一个光滑的平面上，仔细观察所有驱动轮是否同时接触到平面，以及机器人是否倾斜，或者在每个驱动轮的正上方给一个正压力，观察机器人是否会晃动。
如果发现确实存在机器人不平衡的问题,就要调整到平衡状态。如果这个问题不解决,会导致机器人直线行进时偏离行进方向,朝略微偏向未接触地面的那个驱动轮的方向行驶。电机和驱动轮是通过一个支架与机器人底盘连接的，这时需要在支架与底盘之间塞人厚度合适的垫片调整有问题的驱动轮。
如果机器人只是单轮驱动，而通过另外两个辅助车轮来支撑和转向，那么对非驱动车轮也要进行同样的检查和调整，以免机器人出现错误转向的问题。
2） 对称
对于双轮驱动系统, 还要注意确保两驱动轮的轴线处于同一前后位置上, 如图3-20 (a)所示。操作起来很容易, 只要在向驱动轮安装架钻孔时事先做好标记就可以了。

图3-20 对称[7]
对于单轮驱动,则要求驱动轮安装在两辅助轮轴线的中垂线上,即如图3-20(b)所示。
3） 同轴
当驱动轮与电机直接连接时,还要注意驱动轮彼此是同轴的,也就是说,驱动轮都对准正前方。如果出现不正确的安装姿态,如果不靠某种软件来校正,机器人肯定不会沿着既定的路线行驶。如果电机不直接与驱动轮相连, 事先应当计划好在何处安装电机。电机的输出轴将经由链传动、齿形带、带轮等将运动传递到车轮, 一定要计算好链条或皮带的长度以及张紧力,确保传动时不会打滑。尽管一些挠性联轴器,比如聚乙烯管材、联轴器成品等,容许在一定程度的错轴条件下传动,但是仍然需要将这种变形限制在允许的范围内。
3.4.3 车轮的选择
选择车轮需要考虑多种因素,如机器人的尺寸、重量、地形状况、电机功率等等,当然,也需要考虑到美观。
1）车轮重量与类型的关系
一般来说,机器人越重,要求车轮和履带的结构越坚固。小于2磅的轻型机器人,可以使用软性泡沫塑料车轮。由于机器人的重量轻,软性材料的变形还不至于太严重,而且能在摩擦力很小时工作良好。超过2磅的机器人,需要选用质地更为坚硬的材料做车轮,不充气的中空橡胶轮胎能够在6～10磅下工作。超过10磅,就要考虑实心橡胶轮胎或者充气轮胎。而类似割草机的车轮,不管是实心的还是充气的,在机器人的重量接近40磅的场合都可以成为选择的方案。机器人超过40磅时,可以考虑试用诸如小型机车轮、手推车轮,或者其他相似的高效率的充气轮胎[15]。
以上是一般性的建议,在某些特殊工作场合会有例外,比如通过增加静摩擦或滚动摩擦来换取更好的牵引效果,而又不太在意磨损的应用场合。如果轻型机器人驱动电机的功率较小,便可以使用硬橡胶轮胎以减少滚动摩擦。还有另一种例外,就是有意让轮子和标准铅垂面之间形成一个角度,这个措施能削弱机器人由于电机未被妥善紧固而造成的偏离行进方向的倾向。为此轮胎的质地需要更为坚硬,因为此时只是借助轮胎的某个侧面来运动,而非整个底面。机器人运动时,需要考虑轮胎材料以及轮胎受到的压力和拉力。
2） 地形条件与车轮材料
首先观察一下在不同路面上移动时汽车和自行车的车轮。路面平整时常使用充气轮胎,这时轮胎不会发生严重变形。而驾车外出或在山路上骑车时应减少轮胎的充气量。一般来说,在光滑表面使用坚硬的或充气很足的轮胎,在崎岖路面使用扁平的软性轮胎以便获得在不确定路面下良好的牵引效果。对机器人来说选用轮胎的方法与此类似,可以概括为高摩擦表面使用低摩擦性能的轮胎,低摩擦表面使用高摩擦性能的轮胎。在崎岖的路面,车轮需要更具有附着力的轮胎面,它更能
适应地形增加摩擦力。路面光滑时,使用光滑的胎面以增加车轮与路面间的接触面积。但如果在光滑的路面上有碎屑和尘土,就需要在轮胎上做出一些特殊的纹路,以增加对运动表面的压力,降低尘土对车轮的影响。路面潮湿时也要求轮胎上有凹槽,这样既有利于排水又可以增加摩擦力,或者说对地面的附着力。
有些材料在不同路面上使用时性能的差别很大,一定要仔细选择。往往需要进行试验,以找到能满足路面条件要求的最合适的材料。在同样的路面使用不同的轮胎也会表现出不一样的性能。例如沙地,接触面狭窄时,牵引力很小;接触面积很大时它却能获得高的牵引力。因此在沙地上运动时,应该使用宽轮胎,因为窄轮胎会陷进去。但是宽轮胎摩擦系数更高,需要更多能量来驱动它。为了在这对矛盾中寻求最优解就需要进行试验,以获得轮胎宽度的合适范围。
3.5 多传感器的配合使用
3.5.1 传感器在机器人学科应用
为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系，在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器，大大改善了机器人工作状况，使其能够更充分地完成复杂的工作。由于外部传感器为集多种学科于一身的产品，有些方面还在探索之中，随着外部传感器的进一步完善，机器人的功能越来越强大，将在许多领域为人类做出更大贡献。
机器人传感器可分为内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器是以机器人本身的坐标轴来确定其位置，安装在机器人自身中，用来感知机器人自己的状态，以调整和控制机器人的行动。内部传感器通常由位置、加速度、速度及压力传感器等组成。
外部的传感器用于机器人对周围的环境、目标物的状态特征获取信息，使机器人和环境发生相互作用，从而使机器人对环境有自校正和自适应能力。外部传感器通常包括触觉、接近觉、视觉、听觉和味觉等传感器，机器人使用外部传感器分类如表3-1：
表3-1 机器人传感器分类[1]
传感器
检测内容
检测器件
应用
触觉
接触
把握力
荷重
分布压力
多元力
力矩
滑动
限制开关
应变计、半导体感、压元件
弹簧变位测量器
导电橡胶、感压高分子材料
应变计、半导体感压元件
压阻元件、马达电流计
光学旋转检测器、光纤
动作顺序控制
把握力控制
张力控制
指压控制姿势
形状判别装配力控制
协调控制滑动判定
接近觉
接近
间隔
倾斜
光电开关、LED、 红外、激光
光电晶体管、光电二极管
电磁线圈、超声波传感器
动作顺序控制
障碍物躲避
轨迹移动控制
视觉
平面位置
距离
形状
缺陷
ITV摄像机、位置传感器
测距仪
线图象传感器
面图像传感器
位置决定控制
移动控制
物体识别、判别
检查、异常检测
听觉
声音
超声波
麦克风
超声波传感器
语言控制（人机接口）
导航
嗅觉
气体成分
气体传感器、射线传感器
化学成分测探
味觉
味道
离子敏感器、PH计
化学成分测探
传感器汇集类型有多种，通常采用的以下两种例子。
1）竞争性的：在传感器检测同一环境或同一物体的同一性质时，传感器提供的数据可能是一致的，也可能是矛盾的。若有矛盾，就需要系统裁决。裁决的方法有多种，如加权平均法、决策法等。在一个导航系统中，车辆位置的确定可以通过计算法定位系统（利用速度、方向等记录数据进行计算）或陆标（如交叉路口、人行道等参照物）观测确定。若陆标观测成功，则用陆标观测的结果，并对计算法的值进行修正，否则利用计算法所得的结果。
2）互补性的：传感器提供不同形式的数据。例如，识别三维物体的任务就说明这种类型的融合。利用彩色摄像机和激光测距仪确定一段阶梯道路，彩色摄像机提供图像（如颜色、特征），而激光测距仪提供距离信息，两者融合即可获得三维信息。