基于WLAN-RFID信息融合的移動機器人自主定位算法研究.pdf

1、在自主移動服務機器人系統(tǒng)中，獲取當前機器人的準確位置（即定位）是完成導航和追蹤等任務的前提。WLAN定位技術和RFID定位技術是新興的定位技術，具有定位精度高、低功耗、低成本等特點，適合于移動機器人的定位。目前，在定位系統(tǒng)中通常采用單一傳感器獲取信息，這種方法只能獲得環(huán)境特征的部分信息，導致系統(tǒng)定位精度低。 因此，本文提出采用WLAN和RFID建立多傳感器信息融合系統(tǒng)應用于移動機器人定位系統(tǒng)中以提高系統(tǒng)定位精度。論文以國家863

2、計劃項目“基于多信息融合的移動機器人自主定位關鍵技術研究”為支撐，對WLAN和RFID建立定位系統(tǒng)中的若干關鍵問題進行了研究，為多信息融合的研究奠定了基礎。本文具體的研究工作如下所述:
　　在WLAN無線定位系統(tǒng)中，針對移動機器人系統(tǒng)定位特點，分析無線定位技術特點，研究無線網絡定位算法，確定使用基于RSSI值的定位方法，分析了系統(tǒng)路徑損耗模型。根據實驗環(huán)境，確定信號傳播模型，進行仿真實驗并分析實驗結果。利用無線路由器和無線網卡建立

3、WLAN移動機器人無線定位系統(tǒng)，研究基于信號強度(RSSI)值的WLAN定位方法。通過多組測試實驗，確定三邊定位法作為WLAN定位系統(tǒng)的定位算法。
　　在RFID定位系統(tǒng)中，針對移動機器人室內定位系統(tǒng)環(huán)境復雜、障礙物多的特點，采用有源射頻模塊，基于Visual C++6.0平臺開發(fā)了一種室內移動機器人定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，定位標簽選用RSSI值最大的四個標簽，在極大似然估計法的基礎上，引入移動誤差因子，提出改進的極大似然估計定位算法

4、，并將其應用在移動機器人定位系統(tǒng)中。
　　在聯(lián)邦濾波融合結構中采用無跡卡爾曼濾波(UKF)對子濾波器進行濾波，針對UKF技術易發(fā)散、計算速度慢和采樣的非局部效應問題，提出基于最小偏度采樣和衰減記憶平方根濾波的UKF算法和采用比例修正系數(shù)最小偏度采樣的UKF算法，通過引入最小偏度單形采樣策略減少了采樣點數(shù)，以衰減記憶法濾波代替協(xié)方差陣進行遞推運算，減少了計算誤差引起的濾波發(fā)散現(xiàn)象，將比例修正系數(shù)引入最小偏度采樣策略中的算法，有效地解

5、決了采樣的非局部效應問題。為提高融合系統(tǒng)的定位精度和定位速度奠定了基礎。
　　在WLAN和RFID定位系統(tǒng)的基礎上，考慮使用單一的傳感器不能滿足定位精度要求，提出將聯(lián)邦卡爾曼濾波技術應用在定位系統(tǒng)中，融合分別由WLAN、RFID定位系統(tǒng)獲得的數(shù)據，實現(xiàn)整體精度的提高。在融合計算過程中因為局部濾波器有全局濾波器的反饋重置，這樣，局部濾波器的精度也得以提高。進行了實驗結果的比較，驗證了所提出算法的可行性。
　　通過本文的研究，利