[發明專利]基于無線傳感器網絡實現移動機器人最大范圍定位的方法

在審

• 申請號: 201810184013.7
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108414969A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 馮晟;沈士根;黃龍軍;彭華
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務所(普通合伙) 33285
• 代理人: 郭云梅

1.一種基于無線傳感器網絡實現移動機器人最大范圍定位的方法，其特征在于，所述的無線傳感器網絡包含數個通信半徑相同的信標節點，所述的移動機器人在其通信半徑內只與所述的無線傳感器網絡中的兩個信標節點建立通信連接，在所述的移動機器人的通信半徑外存在數個未建立通信連接的信標節點，所述的方法包括以下步驟：

(1)對所述的無線傳感器網絡建立二維直角坐標系，在二維直角坐標系內分布數個信標節點，將與所述的移動機器人建立通信連接的兩個信標節點設置為第一信標節點和第二信標節點；

(2)根據所述的信標節點之間的測距誤差分別計算得出所述的第一信標節點與所述的移動機器人之間的第一實際距離以及所述的第二信標節點與所述的移動機器人之間的第二實際距離；

(3)以所述的第一信標節點的坐標信息為圓心，以相應的第一實際距離為半徑做圓；

(4)以所述的第二信標節點的坐標信息為圓心，以相應的第二實際距離為半徑做圓；

(5)根據兩個圓的交點數得到所述的移動機器人的最大實際坐標信息；

(6)排除無效的最大實際坐標信息。

2.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡實現移動機器人最大范圍定位的方法，其特征在于，所述的步驟(1)和(2)之間，還包括如下步驟：

將原坐標系以第一信標節點的坐標信息或第二信標節點的坐標信息為圓點進行坐標系變換，建立新的坐標系。

3.根據權利要求2所述的基于無線傳感器網絡實現移動機器人最大范圍定位的方法，其特征在于，所述的將原坐標系以第一信標節點的坐標信息或第二信標節點的坐標信息為圓點進行坐標系變換，建立新的坐標系，具體為：

所述的原坐標系的移動機器人的坐標通過下列公式進行坐標變換：

其中，x(k)′、y(k)′為坐標系變換后所述的移動機器人的坐標信息，x(k)、y(k)為所述的移動機器人在原坐標系的坐標信息，B_x/x′為旋轉矩陣，x₁、y₁為第一信標節點在原坐標系的坐標信息或第二信標節點在原坐標系的坐標信息。

4.根據權利要求3所述的基于無線傳感器網絡實現移動機器人最大范圍定位的方法，其特征在于，所述的旋轉矩陣B_x/x′具體為：

其中，φ為原坐標系的正向坐標軸和新坐標系的正向坐標軸的夾角。

5.根據權利要求2至4中任一項所述的基于無線傳感器網絡實現移動機器人最大范圍定位的方法，其特征在于，所述的根據兩個圓的交點數得到所述的移動機器人的最大實際坐標信息，具體為：

當兩個圓的交點數為一個時，公式如下：

y(k)′＝0；

當兩個圓的交點數為兩個時，公式如下：

其中，x(k)′、y(k)′為坐標系變換后所述的移動機器人的坐標信息，d_r1為所述的第一信標節點與所述的移動機器人之間的距離，d_r2為所述的第二信標節點與所述的移動機器人之間的距離，e為測距誤差，d為所述的第一信標節點與所述的第二信標節點之間的距離。