巡检机器人UWB无线定位算法和导航控制系统的研究

发布时间：2017-11-18 17:10

  本文关键词：巡检机器人UWB无线定位算法和导航控制系统的研究

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【摘要】：本课题针对变电站复杂的环境及特殊要求,进行巡检机器人UWB无线定位算法和导航控制系统的研究。机器人可靠巡检定位与导航精度是关键,为提高巡检机器人精度,本文搭建机器人系统,并提出测距滤波、定位与导航算法。根据变电站对巡检机器人系统的基本要求,设计了机器人系统,包括网络系统、运动控制系统、检测系统以及定位与导航系统。研究了非视距的无线定位算法,提出了基于最小二乘型的改进算法以及残差加权的KNN定位算法,编写Matlab程序并仿真验证算法的性能。修正了测距系统模型,并对测距误差模型进行了分析与修正。为了消除测距误差,引入快速降噪与跟踪算法以及实时消噪算法。分析巡检机器人机械结构,建立了巡检机器人运动学与动力学建模。设计机器人巡航控制系统,以实现巡检导航工作。进行了基于stm32的CanOpen主站设计与开发。最后提出了一种模糊PID算法用于巡检机器人导航。搭建了巡检机器人试验平台,进行了室内与室外、视距与非视距条件下的UWB无线测距试验,并对参数进行整定。针对不同算法的定位,分析其定位精度。其次,针对变电站场合,进行导航试验的分析。最后,与激光雷达测距与定位进行对比。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242;TM63

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