本文關(guān)鍵詞：基于RFID技術(shù)與航跡推測(cè)的移動(dòng)機(jī)器人融合定位方法和路徑規(guī)劃

  更多相關(guān)文章： 定位 無(wú)線射頻技術(shù) 融合算法 路徑規(guī)劃

【摘要】：自主定位是移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)基本任務(wù)。傳統(tǒng)的定位方法多采用單一的傳感器,定位誤差較大。隨著多傳感器的應(yīng)用,相應(yīng)的融合定位算法也大量出現(xiàn)。本文主要研究如何利用RFID技術(shù)和航跡推測(cè)法結(jié)合的融合定位方法提高移動(dòng)機(jī)器人的定位精度,完成自主路徑規(guī)劃的任務(wù)。首先本文介紹了RFID和里程計(jì)的定位原理及其誤差來(lái)源。經(jīng)過(guò)對(duì)RFID定位系統(tǒng)誤差來(lái)源的分析,改進(jìn)了RFID標(biāo)簽的排列模式,有效的減少了RFID系統(tǒng)的最大定位誤差。根據(jù)采用的定位方案的特性,提出了帶有閡值的卡爾曼融合定位算法：經(jīng)過(guò)對(duì)RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的篩選,采用具有最值的RFID標(biāo)簽對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行位置估計(jì),根據(jù)RFID和里程計(jì)不同的相對(duì)誤差,采用不同的處理方式,在相對(duì)誤差較小時(shí)進(jìn)行卡爾曼濾波,在相對(duì)誤差較大時(shí)重置里程計(jì),部分彌補(bǔ)了里程計(jì)的累積誤差,從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。然后,在前面的研究基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了在未知環(huán)境信息的情況下,移動(dòng)機(jī)器人如何通過(guò)提出的路徑規(guī)劃算法實(shí)現(xiàn)自主定位與建圖的任務(wù)。對(duì)于移動(dòng)路徑過(guò)長(zhǎng)、移動(dòng)路徑重復(fù)等問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析并提出了相應(yīng)的解決策略；對(duì)于如何高效探索未知區(qū)域提出了一種概率策略,使得移動(dòng)機(jī)器人能夠?qū)ふ业阶疃痰穆窂�。通過(guò)保存移動(dòng)路徑中的重要位置點(diǎn),建立了一張環(huán)境拓?fù)涞貓D,從而可以在建立的地圖上運(yùn)用A*搜索算法尋找出一條更加高效的路徑,并在以后的移動(dòng)中對(duì)拓?fù)涞貓D實(shí)現(xiàn)更新。最后,對(duì)于以上的分析與提出的算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并和相關(guān)的參考文獻(xiàn)中已有的算法進(jìn)行對(duì)比分析。仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,本文提出的融合定位算法可以有效的改善移動(dòng)機(jī)器人的定位精度,完成精確定位；本文提出的路徑規(guī)劃算法可以有效的減少移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)總路程,順利完成移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境下的路徑規(guī)劃與地圖創(chuàng)建工作。
【關(guān)鍵詞】：定位 無(wú)線射頻技術(shù) 融合算法 路徑規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 定位問(wèn)題13-15
• 1.2.2 地圖創(chuàng)建15-16
• 1.2.3 路徑規(guī)劃16-17
• 1.3 基于RFID技術(shù)的定位17-18
• 1.4 本文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 定位與路徑規(guī)劃概述20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 里程計(jì)位置估計(jì)20-25
• 2.2.1 里程計(jì)介紹20-22
• 2.2.2 里程計(jì)位置估計(jì)的誤差22-23
• 2.2.3 里程計(jì)位置估計(jì)誤差分析23-25
• 2.3 RFID定位25-28
• 2.3.1 RFID簡(jiǎn)介25-27
• 2.3.2 RFID定位原理27-28
• 2.4 路徑規(guī)劃與建圖28-36
• 2.4.1 Voronoi圖介紹29-30
• 2.4.2 A~*算法介紹30-32
• 2.4.3 A~*算法分析32-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 移動(dòng)機(jī)器人融合定位算法37-56
• 3.1 引言37
• 3.2 RFID定位誤差分析37-43
• 3.2.1 誤差來(lái)源38-40
• 3.2.2 改進(jìn)的標(biāo)簽排列方式40-41
• 3.2.3 角度估計(jì)41-43
• 3.3 融合定位算法43-52
• 3.3.1 卡爾曼濾波簡(jiǎn)介44-45
• 3.3.2 融合定位算法45-47
• 3.3.3 引入閾值的融合定位算法47-48
• 3.3.4 RFID標(biāo)簽讀取錯(cuò)誤分析48-51
• 3.3.5 RFID標(biāo)簽排列稀疏分析51-52
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第四章 移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法56-67
• 4.1 引言56
• 4.2 未知環(huán)境下的路徑規(guī)劃56-62
• 4.2.1 路徑規(guī)劃算法詳解56-60
• 4.2.2 路徑規(guī)劃算法總結(jié)60-62
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-70
• 5.1 全文總結(jié)67-68
• 5.2 工作展望68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：661942