The invention relates to a method for realizing the maximum range localization of mobile robot based on wireless sensor networks, which includes: calculating the first actual distance between the first beacon node and the mobile robot and the second actual distance between the second beacon node and the mobile robot respectively according to the ranging data between the beacon nodes Taking the coordinate information of the first beacon node as the center and the corresponding first actual distance as the radius, the coordinate information of the second beacon node as the center and the corresponding second actual distance as the radius, the maximum actual coordinate information of the mobile robot is obtained according to the intersection points of the two circles, and the invalid maximum reality is eliminated. International coordinate information. The method of realizing maximum range positioning of mobile robot based on wireless sensor network of the invention can reduce positioning error and improve positioning accuracy. The algorithm is simple and reliable, reduces the requirement for hardware, saves network cost, has strong expansibility, strong applicability and low cost, and has wide application value.
【技术实现步骤摘要】
基于无线传感器网络实现移动机器人最大范围定位的方法
本专利技术涉及机器人定位领域,尤其涉及无线传感器网络中移动机器人定位的领域,具体是指一种基于无线传感器网络实现移动机器人最大范围定位的方法。
技术介绍
定位技术是移动机器人研究中的一项关键技术,对于一个自主的机器人系统,精确的空间定位是其实现自主导航的前提.目前有很多方法可以得到机器人的位置信息,主要分为以下两类:①通过码盘、电子陀螺仪、加速度计等传感器记录机器人自己的移动过程,通过累计计算出当前时刻的位置;②通过雷达、激光测距仪、图像匹配等确定机器人与环境的相对位置进而获得自己的位置信息。但是由于移动机器人机动性强、自身建模困难,第一种方法积分累计误差对定位精度影响较大,第二种方法成本较高,需要增加昂贵的附属设备。近年来,随着无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)技术研究的兴起,将移动机器人与无线传感器网络结合,实现机器人全区域定位和跟踪。WSN中通常含有大量随机散布的传感器节点,可以采用人为标定的定位方式或利用传感器自身携带的全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)来实现。随着WSN布网的日益规模化,人工标定的难度和成本也在不断提高,致使每个传感器节点装载GPS变得不再切合实际。目前节点定位方法主要采用的有基于多个锚节点的三边定位法、DV-HOP法、蒙特卡洛法等,但这些定位方法的实现大多是基于多个固定锚节点实现的,要想实现高精度的动态定位,对锚节点的部署及数量具有较高的要求,数量的增加还会致使计算负荷增加,影响定位的可靠性。并且,无线信号干扰 ...
【技术保护点】
1.一种基于无线传感器网络实现移动机器人最大范围定位的方法,其特征在于,所述的无线传感器网络包含数个通信半径相同的信标节点,所述的移动机器人在其通信半径内只与所述的无线传感器网络中的两个信标节点建立通信连接,在所述的移动机器人的通信半径外存在数个未建立通信连接的信标节点,所述的方法包括以下步骤:(1)对所述的无线传感器网络建立二维直角坐标系,在二维直角坐标系内分布数个信标节点,将与所述的移动机器人建立通信连接的两个信标节点设置为第一信标节点和第二信标节点;(2)根据所述的信标节点之间的测距误差分别计算得出所述的第一信标节点与所述的移动机器人之间的第一实际距离以及所述的第二信标节点与所述的移动机器人之间的第二实际距离;(3)以所述的第一信标节点的坐标信息为圆心,以相应的第一实际距离为半径做圆;(4)以所述的第二信标节点的坐标信息为圆心,以相应的第二实际距离为半径做圆;(5)根据两个圆的交点数得到所述的移动机器人的最大实际坐标信息;(6)排除无效的最大实际坐标信息。
【技术特征摘要】
1.一种基于无线传感器网络实现移动机器人最大范围定位的方法,其特征在于,所述的无线传感器网络包含数个通信半径相同的信标节点,所述的移动机器人在其通信半径内只与所述的无线传感器网络中的两个信标节点建立通信连接,在所述的移动机器人的通信半径外存在数个未建立通信连接的信标节点,所述的方法包括以下步骤:(1)对所述的无线传感器网络建立二维直角坐标系,在二维直角坐标系内分布数个信标节点,将与所述的移动机器人建立通信连接的两个信标节点设置为第一信标节点和第二信标节点;(2)根据所述的信标节点之间的测距误差分别计算得出所述的第一信标节点与所述的移动机器人之间的第一实际距离以及所述的第二信标节点与所述的移动机器人之间的第二实际距离;(3)以所述的第一信标节点的坐标信息为圆心,以相应的第一实际距离为半径做圆;(4)以所述的第二信标节点的坐标信息为圆心,以相应的第二实际距离为半径做圆;(5)根据两个圆的交点数得到所述的移动机器人的最大实际坐标信息;(6)排除无效的最大实际坐标信息。2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络实现移动机器人最大范围定位的方法,其特征在于,所述的步骤(1)和(2)之间,还包括如下步骤:将原坐标系以第一信标节点的坐标信息或第二信标节点的坐标信息为圆点进行坐标系变换,建立新的坐标系。3.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络实现移动机器人最大范围定位的方法,其特征在于,所述的将原坐标系以第一信标节点的坐标信息或第二信标节点的坐标信息为圆点进行坐标系变换,建立新的坐标系,具体为:所述的原坐标系的移动机器人的坐标通过下列公式进行坐标变换:其中,x(k)′、y(k)′为坐标系变换后所述的移动机器人的坐标信息,x(k)、y(k)为所述的移动机器人在原坐标系的坐标信息,Bx/x′为旋转矩阵,x1、y1为第一信标节点在原坐标系的坐标信息或第二信标节点在原坐标系的坐标信息。4.根据权利要求3所述的基于无线传感器网络实现移动机器人最大范围定位的方法,其特征在于,所述的旋转矩阵Bx/x′具体为:其中,φ为原坐标系的正...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯晟,沈士根,黄龙军,彭华,
申请(专利权)人:绍兴文理学院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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