浅论基于zigbee的井下搜救机器人定位算法研究

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1、致谢时光飞逝，两年半的研究生生活即将结束，通过这段时间的学习，我收获颇丰，感触亦深。经过一年的努力奋斗，论文终于完成。首先我要衷心地感谢我的导师刘建辉教授，本论文是在刘建辉教授的悉心指导下完成的，从开题到中期答辩，再到预答辩，刘老师都给了我许多的指导，没有刘老师的指导、鼓励及大力支持，本论文是不可能得以顺利完成的。刘老师优秀的做人品质，严谨的治学态度，开拓创新的精神，专业知识丰富而有深度，高屋建瓴把握全局的能力，给学生树立起潜移默化的典范作用，这也是刘老师传授给学生最宝贵的财富。在此，谨向我的导师致以深深的敬意。再次，我要感谢我

2、的同学兼好友连照亮、李海山、李忠波等，每当我遇到困难的时候，他们都会帮我走出困境，无论是从学习上还是生活上，他们都给了我很多帮助，在此，衷心地感谢他们。最后还要感谢我的父母，在我漫长的求学路上，一直默默支持我，十年如一日，默默地关注着我，支持我完成我的学业。摘要本文设计了一种基于ZigBee无线射频通信技术的井下搜救机器人自主定位系统，对一群移动搜救机器人进行协作定位。采用对机器人群进行分组的策略，使每次都有一个分组机器人固定不动，作为路标协助另一分组机器人进行定位。在这个定位系统中，每个搜救机器人都携带有FFD设备，采用点对点

3、的通信方式组成多跳网状网拓扑结构。定位算法采用极大似然估计方法对RSSI测距数据进行定位处理，从而提高移动机器人的定位精度。为了降低机器人持续移动带来漂移误差的积累以及算法本身的绝对误差，进一步改进定位算法，在算法设计上提高定位精度。一种改进方法是对极大似然估计法进行加权处理，然后再融入质心定位算法；另一种是在极大似然估计法的基础上引入卡尔曼滤波，对误差进行过滤，从而提高定位精度。本系统也从硬件设备的角度出发来提高定位进度，加入地标系统来增加参考节点的密度，从而提高定位精度。关键词：井下搜救机器人；移动机器人定位；ZigBee；

4、极大似然估计；卡尔曼滤波-I-AbstractThispaperdesignedarescuerobotsself-locationsystembasedonZigBeewirelesscommunicationtechnology.Dividedalltherescuerobotsintotwogroups,everytimetherewasonegrouprobotsholdstilltohelptheothersgroupstolocate.Inthispositioningsystem,everyrobothasaFFD

5、device,constructaMESHnetworkwithpeertopeertopology.ThelocalizationalgorithmusedMLE(MaximumLikelihoodEstimation)methodtodealwithmeasuredRSSIvalues,thenachievesself-locationofautonomous-mobilerobots,helpspeopletomakeavalidandquickrescuescheme.Inordertoeliminatedrifterr

6、orwhichcausedbyrobot’salternatinglocalization,hereintroducetwomethodstoimprovethealgorithm,onemethodisimportingaweightmatrixtomaximumlikelihoodestimationmethod,andalsoimportCentroid-algorithm；anothermethodisintroducingKalmanfilterbasedonmaximumlikelihoodestimationmet

7、hod,useKFtofiltertheerror.Thesystemalsoenhancethepositioningprecisionfromtheperspectiveofhardwaredevices,byjoiningtheLandmarktoincreasethedensityofreference-nodesinordertoimprovepositioningaccuracy.KeyWords：Rescuerobots；Self-location；ZigBee；MLE；KalmanFilter-II-目录摘要..

8、.........................................................................................................IAbstract.................