【摘 要】
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移动机器人的使用日益广泛,但是机器人的室内定位和运动导航是当前面临的一个重要课题。本文以TDOA定位方法为理论基础,基于蓝牙技术,对移动机器人室内定位技术进行了研究。首先,结合当前室内定位系统的发展现状及蓝牙无线通信技术,对移动机器人室内定位系统进行了详细的系统方案设计,对定位方法进行研究,提出了 2种不同的定位操作模式。为了进一步提高定位系统的定位性能,根据TDOA定位方法的技术特点,对信号传输
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移动机器人的使用日益广泛,但是机器人的室内定位和运动导航是当前面临的一个重要课题。本文以TDOA定位方法为理论基础,基于蓝牙技术,对移动机器人室内定位技术进行了研究。首先,结合当前室内定位系统的发展现状及蓝牙无线通信技术,对移动机器人室内定位系统进行了详细的系统方案设计,对定位方法进行研究,提出了 2种不同的定位操作模式。为了进一步提高定位系统的定位性能,根据TDOA定位方法的技术特点,对信号传输延迟的补偿方法进行了研究。其次,基于蓝牙技术,对机器人室内定位系统的结构模型进行了设计,并完成了移动机器人室内定位系统的硬件设计。第三,针对机器人定位的特殊要求,设计了蓝牙通信报文的结构,并对移动标签的控制方法进行了研究,针对移动标签的不同运动情况对移动标签的移动速度及方向调整控制进行了研究分析。第四,基于TDOA定位技术的理论基础,对机器人的定位算法进行了详细研究,提出一种使用RLS自适应滤波算法的广义互相关改进方法来解决因强噪声信号造成TDOA值估计不准确的现象,提高了 TDOA值的估计准确度。在TDOA定位算法方面,使用Chan-Taylor算法作为主要的系统定位算法,并对其进行了视距传播(LOS)和非视距传播(NLOS)两种信号传播环境下的仿真实验和定位性能分析。最后,为了确定广义互相关改进方法能否帮助Chan-Taylor算法在强噪声信号环境下获得较高的定位精度,对基于广义互相关改进方法的Chan-Taylor算法在多种不同信噪比环境下进行了仿真实验和分析,同时与基于广义互相关方法的Chan-Taylor算法进行了对比研究。仿真显示,在强噪声信号环境下基于广义互相关改进方法的Chan-Taylor算法的定位精度要明显高于基于广义互相关方法的Chan-Taylor算法的定位精度。
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