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面向移动机器人自定位的无线网络构造算法及实现
学兔兔
第32卷 第1期 仪 器 仪 表 学 报 VoI_32 NO.1
2011年1月 Chinese Journal of Scientific Instrument Jan.2011
面向移动机器人自定位的无线网络
构造算法及实现木
苑 晶 ,黄亚楼 ,孙凤池
(1 南开大学ca动化系 天津 300071;2 南开大学软件学院 天津 300071)
摘 要:针对移动机器人的自定位问题,研制一种无线定位网络结点,该结点由超声模块和无线射频模块组成,根据超声与无
线射频信号的到达时间差计算机器人与网络结点的相对位置关系,借助扩展的卡尔曼滤波器实现机器人的自定位和对网络结
点的同步定位。然后,提出一种无线定位网络的自主构建算法,通过机器人动态分配网络结点,实现对环境的完备最小覆盖。
仿真与实验表明该网络构造算法及定位技术能够满足较大规模环境下移动机器人的自定位要求。
关键词:移动机器人;自定位;无线网络;扩展的卡尔曼滤波器
中图分类号:TP242.6 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:510.8O
Construction algorithm and its implementation for wireless network
in self localization of mobile robot
Yuan Jing ,Huang Yalou ,Sun Fengchi
(,Department ofAutomation,Nankai University,Tianjin 300071,China;
2 College o厂Software,Nankai University,Tianjin 300071,China)
Abstract:A kind of wireless localization network nodes are developed for self-localization of mobile robot.Each
node composes of an ultrasonic module and a radio一~equency module.The robot can determine the relative location
between itself and the detected node by the time difference of arrival(TD0A)between ultrasonic and radio—ffequen—
cy signals.Extended Kalman Filter(EKF)is used to estimate the pose of the robot and the locations of the network
nodes.Then,a construction algorithm of wireless localization network is proposed for the self localization of mobile
robot.The robot allocates the network nodes dynamically to achieve a complete and minimal coverage for the environ.
ment.Simulations and experiments show that the proposed algorithm and technique can satisfy the requirements for
the s
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