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《助行機器人導航與遠程監(jiān)護系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、112傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第l0期助行機器人導航與遠程監(jiān)護系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)李傳格，韋巍(浙江大學電氣工程學院，浙江杭州310027)摘要：針對助行機器人在室外未知環(huán)境中的導航需求，分析了不同導航方式的優(yōu)缺點，設計并實現(xiàn)基于全球定位系統(tǒng)(GPS)的機器人定位導航系統(tǒng)。詳細地描述了室外環(huán)境地圖的創(chuàng)建過程和地圖精度的控制。為了提高定位的精度，利用地圖匹配修正GPS定位誤差，同時融合機器人實時速度數(shù)據(jù)，得到最終的機器人位置。在機器人定位的基礎上，實現(xiàn)助行機器人的半自主或手動的導航模式。同時，通過
2、GSM／GPRS無線傳輸系統(tǒng)，將機器人的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控設備，實現(xiàn)遠程監(jiān)護功能。實驗表明：導航與遠程監(jiān)護系統(tǒng)能實現(xiàn)準確可靠的定位導航和實時的遠程監(jiān)護。關鍵詞：助行機器人；定位導航；遠程監(jiān)護；全球定位系統(tǒng)；通用分組無線業(yè)務中圖分類號：TP242．6文獻標識碼：B文章編號：1000—9787(2011)10-43112-03DesignandimplementationofwalkingaidrobotnavigationandremotemonitoringsystemL1Chuan—ge，WEIWei(SchoolofElectricalEngineering，Zheji
3、angUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Aimingattherequirementofnavigationofwalkingaidrobotinoutdoorunknownenvironment，robotnavigationtechnologyisanalyzed，navigationofwalkingaidrobotbasedonGPSisdesignedandrealize．Thecreationprocessofoutdoorenvironmentmapisdescribed．TheGPSlocationeirorw
4、ithmapmatchandrobotspeedinformationarerectified．Onthebasisofrobotlocation，semi—autonomousormanualnavigationmodeofwalkingaidrobotisrealized．WithGSM／GPRSwirelesstransmissiontechnology，remotemonitoringisrealized．Keywords：walkingaidrobot；positioningnavigation：remotemonitoring；globalpositioning
5、system(GPS)；GPRS0引言的絕對位置信息，同時適合室外環(huán)境。綜上，助行機器人主智能攙扶助行機器人，簡稱助行機器人，是幫助行走困要采用GPS導航方式，但GPS定位的精度受環(huán)境的影響較難的老人和殘疾人，以及感知困難人群等更加舒適、安全地大，因此，利用地圖匹配修正GPS定位誤差，并融合機器人行走的具有自主動力的輪式機器人。助行機器人需要在室的速度信息，最終確定機器人的位置。外未知環(huán)境的空間中，實現(xiàn)機器人的準確定位和在用戶的為了保證機器人使用的安全性和可靠性，利用GPRS操控下實現(xiàn)半自主或手動導航。目前，常見的機器人導的無線通信技術(shù)，在助行機器人和遠程監(jiān)控設備之問搭建航
6、方式有慣性導航、視覺導航、激光導航、磁導航、超聲波導無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。遠程監(jiān)控終端可以實時地監(jiān)控機器人航、GPS導航等0J。慣性導航能獲取較精確地相對位置，定位信息和使用情況，監(jiān)測異常信息或報警信息，確保助行但其誤差容易累積。視覺導航通過獲取多個路標在視覺中機器人的安全使用。位置，從而計算出機器人的位置，但其計算量往往較大，對1助行機器人的硬件結(jié)構(gòu)硬件的要求較為苛刻，不適用于嵌入式系統(tǒng)。磁導航技術(shù)助行機器人導航與遠程監(jiān)護系統(tǒng)的整體框架如圖1所已經(jīng)比較成熟，可以較為精確地定位，但其安裝和維護較為示。遠程通信模塊采用SIM300C模塊，這是高性能的麻煩J。超聲波導航能檢測局部的
7、障礙物，但只能提供相GPRS模塊，支持GPRS／GSM網(wǎng)絡，內(nèi)置TCP／1P協(xié)議棧。對位置信息，不適用于全局定位。GPS導航可以提供實時GPS模塊采用Ublox公司的LEA～5s模塊，其具有高性能、收稿日期：2011_ol—l7基金項目：國家“863”計劃資助項目(2006AA040202)；中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助項目114傳感器與微系統(tǒng)第30卷系統(tǒng)上電后，先對SIM300C模塊初始化，設置相應的參位數(shù)據(jù)通過地圖匹配，結(jié)合機器人速度信息得以修正，修正數(shù)，包括短消息服務中心、GPRS網(wǎng)絡接入點、鏈路層連接
