移動機器人超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,全球定位系統(tǒng)GPS運用廣泛,但是GPS難以應用于室內(nèi)環(huán)境。另一方面,室內(nèi)移動機器人的社會需求也越發(fā)廣泛,定位是移動機器人實現(xiàn)自主導航的基礎,本文提出運用超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)實現(xiàn)機器人在室內(nèi)環(huán)境下的局域定位。
　　 本文首先對超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)基于到達時間和到達時間差的兩種算法進行了分析研究,應用Cayley-Menger行列式解法替代傳統(tǒng)的數(shù)值迭代解法,解決了基于到達時間的三邊測距問題,并對結果進行了誤差分析。

2、然后參照被動聲定位的原理設計了基于到達時間差的定位系統(tǒng),通過對理論值的仿真確定四元十字陣的參數(shù),并對定位值作了誤差分析。為進一步降低定位誤差,文中提出并完善了適用于此系統(tǒng)的擴展Kalman濾波算法。
　　 其次,本研究設計搭建了超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)。機器人移動平臺采用輪式結構,以“主機+從機”的結構設計搭建了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、溫度補償模塊和方位測量模塊。在此基礎上設計制作了移動平臺上的超聲波信號的發(fā)送與接收調(diào)理電路、電源模塊