室內(nèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)是由大量分布的不同規(guī)格和功能的具有感知、計(jì)算和通信能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)相互之間的分工協(xié)作，可實(shí)時(shí)感知、監(jiān)測(cè)和采集分布區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測(cè)對(duì)象或周圍環(huán)境的信息。移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，它涉及計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、機(jī)械、電子等多個(gè)學(xué)科。 本文以輪式移動(dòng)機(jī)器人為平臺(tái)，主要研究基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人

2、路徑跟蹤問(wèn)題。移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)搭載無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，配合其它傳感器節(jié)點(diǎn)，搭建一個(gè)能進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置標(biāo)定的室內(nèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。利用該平臺(tái)，用戶通過(guò)上位機(jī)平臺(tái)能方便實(shí)現(xiàn)路徑的給定、路徑跟蹤效果顯示和室內(nèi)全局環(huán)境探測(cè)等；移動(dòng)機(jī)器人接收路徑任務(wù)信息，實(shí)時(shí)發(fā)送其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息給上位機(jī)平臺(tái)。移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)自身傳感器系統(tǒng)及測(cè)速模塊，獲取機(jī)器人局部環(huán)境傳感信息，并根據(jù)局部環(huán)境傳感信息和路徑任務(wù)信息對(duì)其自身狀態(tài)和所處環(huán)境進(jìn)行分

3、析，給出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制策略，從而實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤。 首先，詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)研究現(xiàn)狀。針對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人的路徑跟蹤控制需求，設(shè)計(jì)了以嵌入式系統(tǒng)(LPC2132、μC/OS-II)為主、PIC-MCU為輔的機(jī)器人分級(jí)控制系統(tǒng)，構(gòu)建了一個(gè)基于Micaz模塊和TinyOS組件程序的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。 其次，詳細(xì)分析了輪式移動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，提出并實(shí)現(xiàn)了基于非線性PID控制與航向跟蹤控制策略