基于WiFi的机器人室内定位技术研究

目录

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2室内定位研究现状

1.2.1机器人室内定位研究现状

1.2.2 WiFi室内定位研究现状

1.3论文主要研究内容与论文结构

第2章 室内定位技术及算法分析

2.1无线信号室内定位

2.1.1超宽带（UWB）室内定位

2.1.2射频识别（RFID）室内定位

2.1.3 Zigbee室内定位

2.1.4 蓝牙室内定位

2.1.5 WiFi室内定位

2.2非电信号室内定位

2.2.1 超声波室内定位

2.2.2 地磁波室内定位

2.2.3 红外室内定位

2.2.4 视频图像室内定位

2.3室内定位技术对比分析

2.4常见室内定位算法

2.4.1 到达时间（TOA）定位算法

2.4.2 到达时间差（TDOA）定位算法

2.4.3 到达角度（AOA）定位算法

2.4.4 最小二乘定位算法

2.4.5位置指纹定位算法

2.5室内定位算法对比分析

2.6本章小结

第3章 影响传统位置指纹算法定位精度的因素分析

3.1 实验环境和设备

3.2参考点间距大小对定位精度的影响

3.3参与定位的WiFi设备数量对定位精度的影响

3.4 WiFi信号强度波动对定位精度的影响

3.4.1 室内障碍物对WiFi信号的影响

3.4.2 信号的多径传播对WiFi信号的影响

3.4.3 环境因素对WiFi信号的影响

3.5 WiFi采集次数对定位精度的影响

3.6传统位置指纹算法的不足分析

3.7本章小结

第4章 基于传统位置指纹算法的改进

4.1定位系统的介绍

4.2机器人室内定位模型的介绍

4.3离线阶段构建位置指纹标准化数据库

4.3.1 划分室内等距离栅格图

4.3.2 分时段采集WiFi信号

4.3.3标准化处理方法

4.4实时定位阶段

4.4.1马氏距离大小确定相似度

4.4.2改进的自适应K值WKNN算法

4.4.3实时定位流程

4.5实验结果与分析

4.5.1实验环境

4.5.2算法对比

4.5.3结果分析

4.6本章小结

第5章 机器人导航的设计与实现

5.1导航系统整体构成

5.2机器人的设计

5.2.1树莓派及OpenWrt系统

5.2.2树莓派OpenWrt系统与STM32的串口通信设计

5.2.3基于PID算法的电机速度控制

5.2.4机器人避障的设计与实现

5.3栅格式导航算法的设计

5.4机器人导航实验

5.5本章小结

第6章 基于web的机器人控制平台设计与实现

6.1 OpenWrt系统的LuCI架构

6.1.1 UCI统一配置接口

6.1.2 uhttpd web服务器

6.1.3 MVC架构工作原理

6.2 数据采集页面

6.3 机器人室内位置可视化设计

6.4本章小结

第7章 总结和展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间的科研成果

致 谢

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