室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境下移動機器人路徑跟蹤的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks，WSN)是由大量分布的不同規(guī)格和功能的具有感知、計算和通信能力的微型傳感器節(jié)點通過自組織的方式構成的無線網(wǎng)絡。大量傳感器節(jié)點通過相互之間的分工協(xié)作，可實時感知、監(jiān)測和采集分布區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測對象或周圍環(huán)境的信息。移動機器人是機器人技術領域中的一個重要分支，它涉及計算機、自動控制、機械、電子等多個學科。 本文以輪式移動機器人為平臺，主要研究基于無線傳感器網(wǎng)絡的移動機器人

2、路徑跟蹤問題。移動機器人通過搭載無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點作為移動節(jié)點，配合其它傳感器節(jié)點，搭建一個能進行無線數(shù)據(jù)傳輸和移動節(jié)點位置標定的室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡平臺。利用該平臺，用戶通過上位機平臺能方便實現(xiàn)路徑的給定、路徑跟蹤效果顯示和室內(nèi)全局環(huán)境探測等；移動機器人接收路徑任務信息，實時發(fā)送其運動狀態(tài)信息給上位機平臺。移動機器人通過自身傳感器系統(tǒng)及測速模塊，獲取機器人局部環(huán)境傳感信息，并根據(jù)局部環(huán)境傳感信息和路徑任務信息對其自身狀態(tài)和所處環(huán)境進行分

3、析，給出機器人的運動控制策略，從而實現(xiàn)路徑跟蹤。 首先，詳細介紹了國內(nèi)外無線傳感器網(wǎng)絡與移動機器人領域的相關研究現(xiàn)狀。針對輪式移動機器人的路徑跟蹤控制需求，設計了以嵌入式系統(tǒng)(LPC2132、μC/OS-II)為主、PIC-MCU為輔的機器人分級控制系統(tǒng)，構建了一個基于Micaz模塊和TinyOS組件程序的無線傳感器網(wǎng)絡平臺。 其次，詳細分析了輪式移動機器人的動力學問題，提出并實現(xiàn)了基于非線性PID控制與航向跟蹤控制策略