ZigBee 无线感测技术应用於自走车之定位-增广卡尔曼滤波器研究.PDF

TANET2013臺灣網際網路研討會- 【論文集】 ZigBee 無線感測技術應用於自走車之定位 -增廣卡爾曼濾波器研究 林鴻興 楊曜任 修平科技大學電機系 lin01@hust.edu.tw 摘要 姿態和保持機器人的連續即時姿態對自主導航機 器人是很重要的，因為不只僅僅在起動中的初值定 本研究使用 CC2530 ZigBee 無線感測節點模組 位問題，而且在操作期間中，倘若當機器人定位一 系統應用到自走車機器人的定位。CC2530 ZigBee 旦發生分歧時，如何給予機器人作適時的定位補 無線感測節點經由校正所建立的接收訊號強度數 償。 據 (Received Signal Strength Indication; RSSI) ，由此 隨著無線網路的發達，因此發展出許多不同無 數據轉換成距離的特性曲線，用以求得從 ZigBee 線網路的型態，而無線感測網路 (Wireless Sensor 無線感測節點與架在自走車上節點的距離，並在已 Network ：WSN) 更是近年來無線網路的應用新技 知環境中估測出自走車的即時定位姿態。此方法不 術。目前在無線感測網路上最熱門在探討定位技 但可以決定自走車相對於慣性參考座標的絕對位 術，但是無線感測網路在定位技術方面仍有許多問 置及車頭角，當機器人在已知的工作環境中移動 題點必須去克服，其中影響定位準確性最大問題則 時，應用增廣卡爾曼濾波器 (EKF)演算法融合 是會受到環境中所帶來各種因素。在區域性定位系 ZigBee 無線感測接收 RSSI值轉換成距離和方位推 統中，在無線感測器方面，主要有RFID及 ZigBee 算量測機器人的車體之動態位置及車頭方向估測 兩種，早期大多數的定位系統都採用RFID ，由於 值。透過電腦模擬及實驗數據可以證實所提之方法 RFID的優點包含頻段小、波長短、體積小及堅固省 是具有效性與可行性。 電等，在 RFID也發展出主動式及被動式等形態，但 關鍵詞 ：ZigBee 、發射訊號強度、增廣卡爾曼濾波 由於 RFID的缺點是容易受到環境干擾、安全性低及 器方法、定位。 採樣慢且有方向性因素等之外，使得會影響到定位 系統的精準性及即時性。利用RFID處理有關初值的 姿態問題時，準確度和方向性方面卻是有需要再改 Abstract 進的缺點。 This paper develops methodologies and techniques for localization of a vehicle. The designed 最近由於 IEEE 協會及 ZigBee 聯盟的努力之 localization system includes the CC2530 ZigBee 下，且在 2004 年提出以 IEEE802.15.4的規格 [2] ， wireless sensor module for global pose initialization is 也是業界第一個以測量控制為目的無線感測網路 presented based on the Received Signal Strength 的國際