本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的群機(jī)器人精確定位與編隊(duì)控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：精確的定位與編隊(duì)是實(shí)現(xiàn)群機(jī)器人協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是目前群機(jī)器人系統(tǒng)在實(shí)際使用中所遭遇的瓶頸。為了克服單個(gè)機(jī)器人有限的感知能力,實(shí)現(xiàn)精確定位和編隊(duì)控制,本文提出一種兼具效率與實(shí)用性的綜合定位方法,結(jié)合了迭代多維尺度分析算法(Multidimensional Scaling, MDS)和兩種無線傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)技術(shù),即基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的接收信號強(qiáng)度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)和由電子標(biāo)簽地板組成的射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)系統(tǒng)。首先,航位推測法(Dead Reckoning, DR)與RSSI的定位信息經(jīng)過卡爾曼濾波器(Kalman Filte r)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,得到較為精確的全局定位結(jié)果。迭代MDS算法用來獲取機(jī)器人群的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即所有機(jī)器人的相對位置。在對彼此位置更明確的情況下,機(jī)器人在運(yùn)動過程中可以更準(zhǔn)確而有效的保持隊(duì)形。RFID為群內(nèi)個(gè)別機(jī)器人提供其精確位置信息,作為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中的參考點(diǎn),輔助隊(duì)形校正并減小積累誤差。最終可以實(shí)現(xiàn)精確的全局定位,群機(jī)器人定位系統(tǒng)和編隊(duì)控制的整體精度得到顯著提高。這種方法的優(yōu)勢在于迭代過程的初始點(diǎn)預(yù)先做了優(yōu)化處理,參考點(diǎn)的獲取有效且可靠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本方法的成功。
【關(guān)鍵詞】：群機(jī)器人 定位 無線傳感網(wǎng)絡(luò) 多維尺度分析
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文的研究內(nèi)容11-12
• 1.4 本文的章節(jié)安排12-13
• 第二章 群機(jī)器人定位與編隊(duì)控制算法13-19
• 2.1 機(jī)器人模型13-14
• 2.2 群機(jī)器人定位算法14-17
• 2.2.1 航位推測法14-15
• 2.2.2 基于WSN的定位算法15-16
• 2.2.3 MDS算法16-17
• 2.3 編隊(duì)控制算法17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第三章 基于DR與WSN的定位與編隊(duì)控制方法19-38
• 3.1 問題陳述19
• 3.2 控制結(jié)構(gòu)19-22
• 3.2.1 編隊(duì)控制策略20-22
• 3.3 定位算法22-27
• 3.3.1 卡爾曼濾波器23-24
• 3.3.2 卡爾曼濾波進(jìn)行數(shù)據(jù)融合24-25
• 3.3.3 RFID校正25-27
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果27-37
• 3.4.1 仿真實(shí)驗(yàn)27-32
• 3.4.2 實(shí)物實(shí)驗(yàn)32-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于MDS與WSN的精確定位方法38-61
• 4.1 問題陳述38-39
• 4.2 MDS算法原理39-44
• 4.2.1 經(jīng)典MDS39-40
• 4.2.2 迭代MDS40-42
• 4.2.3 算法性能分析42-44
• 4.3 基于WSN與IMDS的群機(jī)器人精確定位與編隊(duì)控制44-50
• 4.3.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換45-47
• 4.3.2 相對定位與絕對定位相結(jié)合47-50
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果50-60
• 4.4.1 仿真實(shí)驗(yàn)50-55
• 4.4.2 實(shí)物實(shí)驗(yàn)55-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 總結(jié)61
• 5.2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士學(xué)位發(fā)表的論文72-73

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本文編號：307955