室內(nèi)機(jī)器人超聲測(cè)距和定位算法的研究.pdf

1、室內(nèi)機(jī)器人定位導(dǎo)航是機(jī)器人研究中的一個(gè)重要領(lǐng)域，而目前結(jié)合用射頻同步和超聲測(cè)距來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人定位已受到越來(lái)越多的關(guān)注。其中，移動(dòng)機(jī)器人與固定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間距離的準(zhǔn)確測(cè)量成為機(jī)器人定位的關(guān)鍵。本文設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)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(shí)現(xiàn)機(jī)器人到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)距離的測(cè)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(huì)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(duì)測(cè)得的位置信息進(jìn)行優(yōu)化，使位置的估計(jì)值更接近于真實(shí)值。
　　 作者主要完成的研究工作包括：
　　 1．對(duì)機(jī)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(shí)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(jī)制的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)機(jī)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(shí)能滿足移動(dòng)機(jī)器人定位的實(shí)時(shí)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(jì)和電路板的制作，以及程序設(shè)計(jì)及燒寫(xiě)工作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的射頻超聲測(cè)距。
　　 4．通過(guò)單片機(jī)控制模擬信號(hào)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(hào)接收電路相連，并且通過(guò)軟件的方法對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人