基于WLANRFID信息融合的移动机器人自主定位算法研究

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1、国内图书分类号：TP242工学博士学位论文基于WLAN／RFID信息融合的移动机器人自主定位算法研究博士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：张秀华任福君教授工学博士机械制造及其自动化机械动力工程学院2013年6月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP242DissertationfortheDoctorDegreeinEngineeringResearchonAutonomousPositioningAlgorithmofMobileRobotBasedonWLAN／RFI

2、DInformationFusionCandidate：ZhangXiuhuaSupervisor：Prof．RenFujunAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpecialty：MechanicalManufacturingand一●一AutomationDateofOralExamination：2013，6University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的

3、博士学位论文《基于WLAN／RFID信息融合的移动机器人自主定位算法研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：夕拦秀竿日期：扫夕年‘月玎日哈尔滨理工大学博士学位论文使用授权书《基于WLAN／RFID信息融合的移动机器人自主定位算法研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间在导师指导下完成的博士学位论文。

4、本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密口。(请在以上相应方框内打√)作者签名：形琴琴刷噬氆仕勰雾R期：由歹同期：莎唧岁年占月矿日年占月万日摘要基于WLAN／RFID信息融合的移动机器人自主定位算法研究摘要在自主移动服务机

5、器人系统中，获取当前机器人的准确位置(即定位)是完成导航和追踪等任务的前提。WLAN定位技术和RFID定位技术是新兴的定位技术，具有定位精度高、低功耗、低成本等特点，适合于移动机器人的定位。目前，在定位系统中通常采用单一传感器获取信息，这种方法只能获得环境特征的部分信息，导致系统定位精度低。因此，本文提出采用WLAN和RFID建立多传感器信息融合系统应用于移动机器人定位系统中以提高系统定位精度。论文以国家863计划项目“基于多信息融合的移动机器人自主定位关键技术研究”为支撑，对WLAN和RFID建立定位系统中的若干关键问题

6、进行了研究，为多信息融合的研究奠定了基础。本文具体的研究工作如下所述：在WLAN无线定位系统中，针对移动机器人系统定位特点，分析无线定位技术特点，研究无线网络定位算法，确定使用基于RSSI值的定位方法，分析了系统路径损耗模型。根据实验环境，确定信号传播模型，进行仿真实验并分析实验结果。利用无线路由器和无线网卡建立WLAN移动机器人无线定位系统，研究基于信号强度(RSSI)值的WLAN定位方法。通过多组测试实验，确定三边定位法作为WLAN定位系统的定位算法。在RFID定位系统中，针对移动机器人室内定位系统环境复杂、障碍物多的

7、特点，采用有源射频模块，基于VisualC++6．0平台开发了一种室内移动机器人定位系统。该系统中，定位标签选用RSSI值最大的四个标签，在极大似然估计法的基础上，引入移动误差因子，提出改进的极大似然估计定位算法，并将其应用在移动机器人定位系统中。在联邦滤波融合结构中采用无迹卡尔曼滤波(UKF)对子滤波器进行滤波，针对UKF技术易发散、计算速度慢和采样的非局部效应问题，提出基于最小偏度采样和衰减记忆平方根滤波的UKF算法和采用比例修正系数最小偏度采样的UKF算法，通过引入最小偏度单形采样策略减少了采样点哈尔滨理工大学工学博

8、士学位论文数，以衰减记忆法滤波代替协方差阵进行递推运算，减少了计算误差引起的滤波发散现象，将比例修正系数引入最小偏度采样策略中的算法，有效地解决了采样的非局部效应问题。为提高融合系统的定位精度和定位速度奠定了基础。在WLAN和RFID定位系统的基础上，考虑使用单一的传感器不能满足定位精度要求，提出将联邦