[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)定位算法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410261581.4
• 申請(qǐng)日: 2014-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104035067A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏善碧;屈劍鋒;陸震宇;倪政;林哲明;周展
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S5/00
• 分類(lèi)號(hào): G01S5/00;H04W64/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)定位算法；在給定空間中均勻安裝無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，從而將空間分割為多個(gè)等大小的矩形柵格，各個(gè)節(jié)點(diǎn)知道其標(biāo)定位置；移動(dòng)機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中，其所在矩形柵格的鄰近4個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信將其位置及速度信息告知機(jī)器人，移動(dòng)機(jī)器人對(duì)周?chē)?節(jié)點(diǎn)給予的位置及速度信息先通過(guò)局部卡爾曼濾波器分別進(jìn)行局部最優(yōu)估計(jì)；再利用全局濾波器，通過(guò)一定的權(quán)值分配策略，將各局部濾波器結(jié)果進(jìn)行融合，得到全局最優(yōu)融合，再把全局濾波器的過(guò)程信息按照一定的分配準(zhǔn)則與局部濾波器進(jìn)行信息分配，同時(shí)利用信息分配因子分別對(duì)各局部濾波器進(jìn)行加權(quán)，將結(jié)果信息顯示出來(lái)并存；具體包括以下步驟：

步驟一：在給定空間中均勻安裝無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，從而將空間分割為多個(gè)等大小的矩形柵格，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均知道其標(biāo)定的位置，移動(dòng)機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中，其所在矩形柵格的臨近4個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信將其位置告知機(jī)器人；

步驟二：移動(dòng)機(jī)器人接收傳感器節(jié)點(diǎn)的位置及速度信息后，對(duì)各節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行局部卡爾曼最優(yōu)估計(jì)，同時(shí)得到估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；

步驟三：采用融合—反饋模式聯(lián)邦卡爾曼濾波器，將各局部濾波器的局部最優(yōu)估計(jì)送入全局濾波器，進(jìn)行信息融合，得到全局最優(yōu)融合；

步驟四：全局濾波器的過(guò)程信息按照一定的分配準(zhǔn)則與局部濾波器進(jìn)行信息分配，同時(shí)利用信息分配因子分別對(duì)各局部濾波器進(jìn)行加權(quán)；

步驟五：移動(dòng)機(jī)器人將最終位置顯示在顯示屏上，并把自己的位置和速度存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)定位算法，其特征在于：步驟一中，在二維空間中，在采樣k時(shí)刻，將小車(chē)所在矩形柵格節(jié)點(diǎn)分別編號(hào)為a，b，c，d；節(jié)點(diǎn)a，b，c，d將其位置信息[x^a,y^a]，[x^b,y^b]，[x^c,y^c]，[x^d,y^d]發(fā)送給小車(chē)；x、y表示為橫向及縱向位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)定位算法，其特征在于：步驟二所述的子卡爾曼濾波器對(duì)小車(chē)所在柵格的鄰近傳感器位置信息進(jìn)行局部卡爾曼最優(yōu)估計(jì)；根據(jù)不同傳感器的測(cè)量值，設(shè)小車(chē)的狀態(tài)變量為X＝[x,v_x,y,v_y]^T，其中：x、y表示為橫向及縱向位置，v_x、v_y分別為橫向及縱向速度；根據(jù)節(jié)點(diǎn)a，b，c，d提供的不同位置信息設(shè)計(jì)4個(gè)局部濾波器；機(jī)器人位置狀態(tài)方程為i為a，b，c，d；其中：A為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；V_k為過(guò)程噪聲，滿(mǎn)足均值為零，標(biāo)準(zhǔn)差為的高斯分布，并記Q為V_k的協(xié)方差矩陣；下標(biāo)k表示更新時(shí)刻；以T表示定位信息更新周期，則

A=1T000100001T0001]]>

四個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的測(cè)量值的測(cè)量方程為其中：C為系統(tǒng)測(cè)量矩陣，所以C為單位矩陣；W為測(cè)量噪聲，符合均值為零，標(biāo)準(zhǔn)差為的高斯分布，并記Ｒ為W的協(xié)方差矩陣；在局部濾波器中利用測(cè)量值中帶來(lái)的新息對(duì)一步預(yù)測(cè)值進(jìn)行修正，得到局部最優(yōu)估計(jì)為(其中為各子卡爾曼濾波器的增益)，同時(shí)得到估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣P^a，P^b，P^c和P^d。