室内移动机器人在无线传感器网络下定位导航技术的研究

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无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)是计算机、通信和传感器等技术发展的产物。WSN由大量传感器网络节点组成,每个网络节点由电源模块、感知模块和数据处理模块组成,用以完成测量数据的采集、传输和接收等功能。将WSN定位系统应用于轮式移动机器人WMR(Wheeled Mobile Robot),WSN为WMR提供了其“全局”工作环境信息,由于其每个节点都有感知能力,WMR的位置可由多传感器的检测信息确定,减小了WMR定位误差的积累,提高了WMR的定位精度,也增加了WMR的自主导航能力。  本论文以室内WMR为研究对象,研究基于WSN的WMR路径规划方法。具体进行了以下研究:  (1)论文根据超声波和红外信号的测距原理,搭建了.WMR的WSN定位实验平台。利用网络四个节点的测距信息实现了WMR多传感器定位,提高了定位精度。  (2)论文对室内WMR在已知环境信息下的路径规划问题进行了研究。主要对基于蚁群算法的路径规划方法进行了研究。采用栅格法对WMR环境信息进行描述,针对蚁群算法中的主要参数m、α、β、ρ等对路径规划的效率的影响进行了仿真实验分析。分析结果表明,各参数对基于蚁群算法的路径规划效率都有影响。最终给出了各参数的最佳匹配,并实现了在已知环境下的WMR全局路径规划。  (3)以实验室的智能小车做载体,对WSN中的各个节点进行了测距标定实验,完成了其测距误差补偿。针对搭建的实验环境平台,实现了基于蚁群算法的WMR路径规划,并控制WMR对规划路径进行跟踪,实现了室内轮式移动机器人的自主导航实验。  本论文所进行的研究对实现室内轮式移动机器人的自主导航具有一定的参考价值。
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