集群機(jī)器人無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步與定位技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和多移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)綜合了無(wú)線通信、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、電子等多個(gè)學(xué)科,是近年來(lái)比較受重視的兩個(gè)研究領(lǐng)域?；趦烧邇?yōu)勢(shì)結(jié)合,集群機(jī)器人節(jié)點(diǎn)能夠在未知環(huán)境下實(shí)現(xiàn)近距離和遠(yuǎn)距離的定位。
　　 本文介紹了國(guó)內(nèi)外無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)研究成果和關(guān)鍵技術(shù),對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和集群機(jī)器人相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了比較。通過(guò)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)典型時(shí)間同步算法的研究,提出了一種改進(jìn)的時(shí)間同步算法,并對(duì)節(jié)點(diǎn)間同步誤差進(jìn)行估計(jì)。通過(guò)對(duì)兩者定位技

2、術(shù)的分析,提出了基于超聲波測(cè)距和無(wú)線信號(hào)衰減的定位方式。節(jié)點(diǎn)之間的距離小于5m時(shí),集群機(jī)器人節(jié)點(diǎn)可采用超聲波測(cè)距來(lái)感知周圍信息進(jìn)行定位;遠(yuǎn)距離大于5m時(shí),節(jié)點(diǎn)采用RSSI定位,將測(cè)得的距離信息進(jìn)行融合,通過(guò)三邊定位算法計(jì)算出所處二維位置坐標(biāo)。
　　 集群機(jī)器人無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步和定位系統(tǒng)研究包括集群機(jī)器人節(jié)點(diǎn)研究、時(shí)間同步算法研究和定位技術(shù)研究三個(gè)部分。集群機(jī)器人采用三輪微型車體結(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)主要包括無(wú)線通信模塊、電

3、機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、超聲波傳感器測(cè)距模塊、串口通信模塊和電源模塊的設(shè)計(jì)。本文的時(shí)間同步算法綜合雙向同步和洪泛的思想,保證同步精度的前提下,減少信息的交換次數(shù)。節(jié)點(diǎn)定位采用基于測(cè)距技術(shù)的的定位機(jī)制,主要利用RSSI輔助以超聲波渡越時(shí)間法對(duì)移動(dòng)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)在未知環(huán)境下進(jìn)行定位。
　　 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的集群機(jī)器人節(jié)點(diǎn)分別在室內(nèi)和室外進(jìn)行部署和定位試驗(yàn),運(yùn)行良好,能夠很好的實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在二維平面內(nèi)的定位,證實(shí)了節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和算法的合理性。通過(guò)無(wú)線