跟随机器人作为现代高科技的集成体，是世纪高科技制造焦点之一，逐渐成为了一个集环境感知、动态决策和行为控制等多功能于一体的综合系统。这种可对移动目标进行自动跟随的智能机器人，在室外的行李搬运，工厂材料运输，以及老年人护理等均有着广泛的应用前景。且如果多套系统可以在同一区域内同时使用，将极大地提高效率，节省人类劳动力。

如今，市场上已经出现了一些具有自动跟随功能的小车，主要通过各种不同的传感器器件结合信息处理技术来识别本身及周围环境的变换从而完成相对的跟随运动。但是它们行驶路线单一，运行环境干扰少。在诸如工厂、街道等人流量大，环境复杂的场合则表现欠佳。主要问题集中在目标定位、目标唯一识别性及避碰方面，多套系统间的干扰问题也没有得到很好的解决。

其中跟随目标的定位是首要问题。全球定位系统为地球表面任何形式的移动提供了一个网格化的导引。本设计所针对的自动跟随小车主要应用于室外，具有地形路况复杂、小范围GPS不准等特点，因此需要目标定位精度高、准确性强、响应快的室外定位跟踪技术。现有室外定位技术存在着各方面的问题。普通GPS定位精度较低，整周模糊度解算运算量大、初始化时间长。

作为改进，本设计提出了一种基于航姿基准系统的航位推算技术，辅助低精度的全球定位系统。通过多种导航信息的融合和修正，实现区域内的目标自定位。该技术由AHRS输出的姿态角作为GPS系统的初始角，可使GPS定向的初始化时间大为缩短，且能够得到高精度的定向结果。同时通过摄像头进行周期性扫描，对跟踪坐标做二次校准，进一步提高定位精度。最后，采用麦克纳姆轮实现全方位运动载物小车的搭建，简化小车的跟随运动控制。

2. 研究的基本内容与方案

（1）研究内容：本设计目标在于一种基于AHRS辅助GPS定位的室外自动跟随小车。融合GPS和AHRS各自提供的信息，实现能同时提供高精度的定位与姿态信息的集成系统。系统完整精确记录人的行走轨迹；通过车载摄像头扫描二维码实现原点标定，防止AHRS长时间漂移；采用WiFi实现人体、小车与移动平台的数据交互，环境搭建方便。该系统通过AHRS输出载体的姿态信息，GPS模块接收卫星的载波相位信号，两种信号组成一个导航系统，起到确定姿态的作用，实现在室外环境下的智能自动跟随，整个设计自动化程度高，自持能力强，成本低，便于推广，可应用于实际生活中的许多场合。

（2）研究目标：本设计中AHRS-GPS模块可以实现高效准确定位，基于此设计的小车可在室外完成对人体的唯一跟随，跟随时间长，跟随范围可保持在0.5m以内，并具有良好的地面适应能力和良好的避碰能力。同时将小车实物做出来，论文1篇。