基于WLAN的室内移动机器人定位系统的开发.pdf

高技术通讯2013年第23卷第10期：1048～1052 doi：10．3772／j．issn．1002-0470．2013．10．008 基于WLAN的室内移动机器人定位系统的开发① 王殿君② (北京石油化工学院机械工程学院 北京102617) 摘 要 针对无线局域网络(WLAN)技术在室内定位的特点，使用无线路由器，基于Vis— ual C++6．0平台开发了一种室内移动机器人定位系统。分别以三边定位法和概率定位 法为基础，移动机器人通过接收3个不同位置无线路由器的接收信号强度指示(RSSI) 值，实现了室内移动机器人位置的测量。移动机器人定位实验表明，相比三边定位法，应 用概率定位法后移动机器人系统可以较好地实现机器人稳定工作，其平均定位误差为 0．430m，这个定位精度可以较好地满足室内移动机器人的定位要求。 关键词无线局域网(WLAN)，移动机器人，三边定位法，概率定位法 access 的3个无线路由器的媒体接入控制(medium 0 引言 sig— nal strength 无线定位技术是通过对接收到的无线电波的一 公式分别求得无线路由器与无线网卡之间的欧式距 些参数进行测量，根据相关算法判断被测物体的位 离，进一步计算出无线网卡的位置，即移动机器人的 置。目前移动机器人无线定位常用的定位方式有全 位置_。。 球定位系统(GPS)、红外线、超声波和无线射频识别 通过信号传播模型公式可以得到无线路由器到 (RFID)等。典型户外定位是基于卫星通信的GPS， 机器人中无线网卡之间的距离d与RSSI值P(d) 但在室内和高楼密布的城区等信号遮挡严重的密集 之间的函数关系，如式 环境中，由于接收机捕获不到足够强度的卫星信号， d：1019(40)一’(4)]7(10’。’ (1) GPS的定位质量难以得到保证甚至无法完成定 所示。P(d。)和d分别为在1m处所得到无线路由 位‘1圳。无线局域网(WLAN)在机场、校园、医院和 科技馆等各种室内场景中广泛分布，基于WLAN的器信号强度和信号传播常量。由式(1)可以看出， 定位技术具有成本低、覆盖广、精度高等优势，充分 常数P(d。)和n的数值决定了P(d)和d的关系。 利用现有覆盖广泛的WLAN设施，能便捷高效地将当机器人定位环境确定后，可以当作常量使用。 高质量定位的应用范围延伸到密集城区和室 若已知三个路由器M，、肘：、M，的坐标分别为 内∞’6j。本研究提出了室内移动机器人的基于 (戈。，Y，)、(戈：，Y：)、(戈，，Y，)，3个路由器到移动机器 WLAN信号的三边定位法和概率定位法，开发了机人T的距离分别为d，、d，、d，，移动机器人T的当前 器人定位系统，并进行了机器人定位实验。 坐标为(戈，Y)。 三边定位方法示意图如图1所示，机器人位置 1 三边定位法 坐标计算如下式所示：