集群機器人無線網(wǎng)絡(luò)時間同步與定位技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和多移動機器人技術(shù)綜合了無線通信、機械、計算機、電子等多個學(xué)科,是近年來比較受重視的兩個研究領(lǐng)域?；趦烧邇?yōu)勢結(jié)合,集群機器人節(jié)點能夠在未知環(huán)境下實現(xiàn)近距離和遠距離的定位。
　　 本文介紹了國內(nèi)外無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動機器人領(lǐng)域的相關(guān)研究成果和關(guān)鍵技術(shù),對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和集群機器人相關(guān)技術(shù)進行了比較。通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)典型時間同步算法的研究,提出了一種改進的時間同步算法,并對節(jié)點間同步誤差進行估計。通過對兩者定位技

2、術(shù)的分析,提出了基于超聲波測距和無線信號衰減的定位方式。節(jié)點之間的距離小于5m時,集群機器人節(jié)點可采用超聲波測距來感知周圍信息進行定位;遠距離大于5m時,節(jié)點采用RSSI定位,將測得的距離信息進行融合,通過三邊定位算法計算出所處二維位置坐標。
　　 集群機器人無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時間同步和定位系統(tǒng)研究包括集群機器人節(jié)點研究、時間同步算法研究和定位技術(shù)研究三個部分。集群機器人采用三輪微型車體結(jié)構(gòu),節(jié)點硬件設(shè)計主要包括無線通信模塊、電

3、機驅(qū)動模塊、超聲波傳感器測距模塊、串口通信模塊和電源模塊的設(shè)計。本文的時間同步算法綜合雙向同步和洪泛的思想,保證同步精度的前提下,減少信息的交換次數(shù)。節(jié)點定位采用基于測距技術(shù)的的定位機制,主要利用RSSI輔助以超聲波渡越時間法對移動機器人節(jié)點在未知環(huán)境下進行定位。
　　 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的集群機器人節(jié)點分別在室內(nèi)和室外進行部署和定位試驗,運行良好,能夠很好的實現(xiàn)移動節(jié)點在二維平面內(nèi)的定位,證實了節(jié)點設(shè)計和算法的合理性。通過無線