RFID和WSNs技术在机器人协同定位中的应用研究*
2012-12-07潘峥嵘杨维满
传感器与微系统 2012年10期
关键词:移动机器人
潘峥嵘,杨维满,朱 翔,张 宁
(兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050)
0 引言
随着机器人技术的发展,机器人应用领域不断扩大,其执行任务的难度逐步增大。现代机器人可移入到人体血管内去除梗塞物,进入危险环境进行救险以及在其他星球上进行数据探测等任务。然而,在很多情况下,特定任务单个机器人无法完成,或者执行过程优化不够,需要多机器人系统协作完成。多机器人在协作过程中的相互定位问题成为机器人研究领域的一大难点。目前,国内外对机器人定位[1,2]问题的研究重点主要在于单个机器人,对于多机器人协同定位问题的研究较少,但也有少数学者在多机器人协同定位方面进行了一些研究并取得一定成绩,主要应用的技术包括红外线、超声波、GPS等。但这些技术都存在定位范围小、抗干扰能力差、定位精度低、实时性差等缺点。
本文采用有源射频识别(radio frequency identification,RFID)技术[3,4],基于每个标签的 ID,利用接收到的信号强度指示(received signal strength indicator,RSSI)来实现多移动机器人在全局坐标系中的自定位。同时利用无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)技术[5~7]实现多机器人之间的相对定位。两技术的有机结合实现了精度高,非接触和非视距的机器人自定位和多机器人之间的协同定位。其独特的控制器结构和良好的控制算法解决了机器人协同定位中定位范围小,精度低,实时性差的问题。
1 移动机器人自定位优化算法
在理想条件下,应用无线信号传播原理中的对数—常态分布强度传播损耗模型,可得出标签与其读写器间的距离d和读写器接收到的该标签RSSI值之间的函数关系式……p>
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