面向掃地機器人的室內(nèi)定位研究.pdf

1、掃地機器人作為一款幫助擺脫繁重清潔工作的智能科技產(chǎn)品進(jìn)入越來越多的家庭，但其經(jīng)常出現(xiàn)的迷路、重復(fù)轉(zhuǎn)圈等問題一直困擾著人們。這些問題的根源在于掃地機器人不能明確自身的位置，而限于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性，目前還沒有一種方案可以使其實現(xiàn)高精度實時定位。作為一直受人們關(guān)注的研究領(lǐng)域，室內(nèi)定位方面的研究也不斷取得新的突破，本文正是在這些研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了面向掃地機器人的室內(nèi)定位研究。
　　本文研究目的是提高掃地機器人在室內(nèi)環(huán)境下的定位精度，使其避

2、免迷路、重復(fù)轉(zhuǎn)圈等問題。論文重點針對掃地機器人本身結(jié)構(gòu)和運動特征，基于藍(lán)牙4.0定位技術(shù)，結(jié)合“雙編碼器+陀螺儀”的航跡推算系統(tǒng)，完成了面向掃地機器人的定位技術(shù)研究，實現(xiàn)了亞米級定位精度下的實時定位。
　　本文詳細(xì)闡釋了為實現(xiàn)定位功能，在軟件方面基于藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范的代碼編寫和參數(shù)配置，以及在硬件方面藍(lán)牙4.0定位系統(tǒng)基礎(chǔ)模塊的設(shè)計原理；介紹了對于藍(lán)牙4.0信號原始數(shù)據(jù)，補充丟失數(shù)據(jù)和去除噪聲的有效方法；探討了根據(jù)藍(lán)牙4.0

3、信號計算距離、位置的方法并建立了具體的數(shù)學(xué)模型。在航跡推算部分，分析并選擇了有利于提高掃地機器人定位精度的傳感器，給出了相應(yīng)的遞推算法。通過分析不同組合定位方案的原理和特點，選用了卡爾曼濾波組合定位方式，并給出了松散組合、緊密組合兩種情況下的具體算法。
　　本文模擬了掃地機器人的真實工作環(huán)境和工作狀態(tài)，對研究的室內(nèi)定位方案進(jìn)行了實地測試。通過將估計的距離、位置與真實的進(jìn)行比對，證明了本文研究的測距、定位方案的可行性。本文通過卡爾曼