模块化机器人移动定位系统的应用和研究

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1、模块化机器人移动定位系统的应用和研究　　摘要：移动定位是机器人执行任务的基础，没有精确的定位系统，移动机器人无法完成所要求的工作。基于Arduino模块设计实现了一个简单的机器人移动定位系统，系统以Arduino模块作为移动机器人的控制核心。简单介绍了移动定位理论，着重阐述定位系统的软硬件设计。系统采用ZigBee无线传感网络定位方法，利用ZigBee大范围定位无误差特性，使移动机器人快速准确定位，基于ZigBee无线传感网络定位范围较小、精确度低的缺陷，对测距定位算法进行了一定的改进。最后经试验验证，所设计的

2、移动定位系统定位误差较小，满足实际需求。　　关键词：移动机器人；Arduino；ZigBee无线定位；RSSI　　中图分类号：TN911?34；TP242.2文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）24?0040?04　　Researchandapplicationofmobilepositioningsystemformodularrobot　　CHENShuya　　（SchoolofMathematicsandComputerScience，GannanNormalUniversity，Gan

3、zhou341000，China）　　Abstract：Mobilepositioningisthebasisforrobottoexecuteanytasks，thatis，mobilerobotcannotcompletetherequiredworkwithoutaprecisepositioningsystem.Asimplerobotmobile10positioningsystembasedonArduinomodulewasdesignedandimplemented，inwhichArduino

4、moduleistakenasthecontrolcore.Themobilepositioningtheoryisintroducedbriefly，butthehardwareandsoftwaredesignofthepositioningsystemisdescribedemphatically.ZigBeewirelesssensornetworkpositioningmethodisadoptedinthissystem，whichutilizesthezeroerrorcharacteristic

5、ofZigBeepositioninginlargeareatomakethemobilerobottolocatecorrectlyandrapidly.AimingattheZigBee’sshortcomingsofsmallrangeandlowaccuracy，theranginglocationalgorithmisimprovedinthispaper.Theexperimentalresultsshowthatthepositioningerrorofthedesignedmobileposit

6、ioningsystemissmall，whichcansatisfytheactualdemand.　　Keywords：mobilerobot；Arduino；ZigBeewirelesslocation；RSSI　　自主移动机器人是通过自身传感器感知周围环境信息，对环境信息进行自主分析、判断和决策，并结合自身状态进行合理路径规划，最终自主运动到目的地以完成相应的任务[1]。移动定位是自主移动机器人首先要解决的问题，只有明确了自身精确位置才能做出合理有效的规划路径，进而快速准确地到达目的地。在定位过程中，单

7、一传感器获取的数据是片面的，需要使用多个传感器才可以完整的获取机器人周围的环境信息[2]。本文利用多个ZigBee无线传感器的交互使用网络实现移动机器人的全局定位。10　　1ZigBee无线定位技术　　ZigBee无线传感器具有低功耗、低成本、强自组网的特点，这些特点使它在工厂或室内的应用中具有得天独厚的优势：自组网能力使得各监测节点自行完成网络构建，免去人工设置和维护；低功耗提高了监测数据的持续能力[3]。无线定位技术是根据特定的算法对接收的无线信号进行测量，从而计算被测物体的位置。定位算法主要有基于测距的定

8、位算法和无需测距的定位算法。基于测距的定位算法需要通过测量传感节点之间的距离来计算未知节点的位置，此种算法有较高的精度，目前常用的测距技术是接收信号的强度RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator）。　　1.1基于RSSI的测距原理　　RSSI测距技术成本低并易实现，是目前广泛使用的测距技术。受环境影响，传播模型建模的复杂性是此种测距误差的主要来源[4]。