室內(nèi)機器人超聲測距和定位算法的研究.pdf

1、室內(nèi)機器人定位導(dǎo)航是機器人研究中的一個重要領(lǐng)域，而目前結(jié)合用射頻同步和超聲測距來實現(xiàn)機器人定位已受到越來越多的關(guān)注。其中，移動機器人與固定信標(biāo)節(jié)點間距離的準(zhǔn)確測量成為機器人定位的關(guān)鍵。本文設(shè)計了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的射頻超聲定位系統(tǒng)，選用超聲波收發(fā)一體傳感器，并結(jié)合射頻模塊的同步能力，實現(xiàn)機器人到信標(biāo)節(jié)點距離的測量。此外，由于定位系統(tǒng)模型本身存在的系統(tǒng)誤差，再加上外界環(huán)境中的噪聲，仍然會有較大的誤差。為此，本文進(jìn)一步研究用基于貝葉斯濾

2、波原理的卡爾曼濾波和感知復(fù)位定位相結(jié)合的算法對測得的位置信息進(jìn)行優(yōu)化，使位置的估計值更接近于真實值。
　　 作者主要完成的研究工作包括：
　　 1．對機器人定位方法的研究現(xiàn)狀及當(dāng)前進(jìn)展進(jìn)行較深入的分析，同時考慮到系統(tǒng)可靠性、制造成本、定位的準(zhǔn)確度和定位效率，選擇用基于路標(biāo)的射頻超聲定位方法進(jìn)行研究。
　　 2．綜合ActiveBat系統(tǒng)和Cricket系統(tǒng)的定位機制的優(yōu)點，設(shè)計一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)機器人射

3、頻超聲定位系統(tǒng)，可以達(dá)到定位的私密性要求，同時能滿足移動機器人定位的實時性要求。
　　 3．采用TCT40-16TR1型的超聲波收發(fā)一體傳感器和CC1101射頻模塊，完成相應(yīng)的硬件設(shè)計和電路板的制作，以及程序設(shè)計及燒寫工作，實現(xiàn)機器人與信標(biāo)節(jié)點間的射頻超聲測距。
　　 4．通過單片機控制模擬信號通道切換芯片CD4052，使超聲波一體探頭分別與發(fā)射電路和信號接收電路相連，并且通過軟件的方法對接收信號進(jìn)行濾波，從而實現(xiàn)機器人