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      基于慣性傳感器的集群移動機(jī)器人定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      2017-11-09 01:11:33,,,,
      關(guān)鍵詞:陀螺儀移動機(jī)器人串口

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      (1.寧夏大學(xué) 物理與電子電氣工程學(xué)院,銀川 750021;2.北京交通大學(xué))

      基于慣性傳感器的集群移動機(jī)器人定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      孟一飛1,2,謝堂健1,楊文慧1,劉麗萍1,陳燕1

      (1.寧夏大學(xué) 物理與電子電氣工程學(xué)院,銀川 750021;2.北京交通大學(xué))

      為了對集群機(jī)器人的定位技術(shù)做進(jìn)一步研究,本文對群體移動機(jī)器人的整體框架進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要包括控制單元、通信模塊和傳感器單元等,重點(diǎn)對基于MPU9250慣性傳感器的定位技術(shù)進(jìn)行了研究,定位系統(tǒng)以ZigBee模塊組成無線傳感網(wǎng)絡(luò),用Arduino對MPU9250進(jìn)行姿態(tài)數(shù)據(jù)獲取并進(jìn)行處理,利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)將位置信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。本文提出的機(jī)器人慣導(dǎo)定位技術(shù)對于解決機(jī)器人的定位問題具有一定的指導(dǎo)意義。

      集群;Arduino;ZigBee;定位;MPU9250

      引 言

      集群是大自然中群體生物常見的生活方式,自然界中的生物多以群體生活,如大雁的遷徙、魚群的覓食、蟻群的群居生活等。通過模擬這些行為,揭示在群體行為中蘊(yùn)含的科學(xué)知識,將其中的技術(shù)應(yīng)用在人類的生活實(shí)踐中,能夠推動仿生學(xué)的發(fā)展。群體里的每個機(jī)器人可以根據(jù)需要自主控制自己的行動,但還是要通過合作彌補(bǔ)個體智能的不同,從而使群體更加智能,這些都為一些大型且復(fù)雜任務(wù)的選擇提供了更好的幫助?,F(xiàn)在也有很多的例子可以說明群體機(jī)器人的廣泛使用,例如美國DARPA公司開展的Smart Dust項(xiàng)目,運(yùn)用MEMS技術(shù)做成了移動機(jī)器人,然后建成感知網(wǎng)絡(luò)的方式,就是運(yùn)用群體合作來進(jìn)行的。還有美國MIT AI實(shí)驗(yàn)室微型多移動機(jī)器人系統(tǒng)Ants也是運(yùn)用了集群這種方式。

      本文重點(diǎn)論述了集群移動機(jī)器人中的定位問題,旨在解決機(jī)器人之間的相互定位難題,主要采用ZigBee技術(shù)與MPU9250傳感器相結(jié)合的解決思路,利用Arduino對MPU9250進(jìn)行了數(shù)據(jù)讀取,以及通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交互傳輸。

      1 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

      1.1 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)

      無線網(wǎng)伴隨微電子技術(shù)、無線通信等技術(shù)而發(fā)展,而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展推動了無線傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)的快速發(fā)展。WSN主要是用來監(jiān)測、感知和采集信息,能夠?qū)崿F(xiàn)信息的采集、處理和傳輸功能[1],在智慧農(nóng)業(yè)[2]、智能家居[3]、軍事等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。本文是利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)測移動機(jī)器人的加速度、角速度等物理量。

      本文所用到的ZigBee節(jié)點(diǎn)芯片選用的是CC2530,內(nèi)含增強(qiáng)型微控制器內(nèi)核,該芯片具有良好的抗干擾性以及靈敏的接收度,8 KB RAM和多種閃存版本,具備RF收發(fā)器,硬件支持CSMA/CA,CC2530的工作電壓在2~3.6 V,串口可運(yùn)行于UART和SPI模式。

      1.2 室內(nèi)定位技術(shù)概述

      圖1 集群移動機(jī)器人整體框架

      定位技術(shù)是機(jī)器人的重要研究方向之一,本文的研究背景是室內(nèi)環(huán)境下機(jī)器人定位。參考文獻(xiàn)[4]提出了傳感器和視覺里程計(jì)結(jié)合的定位算法;參考文獻(xiàn)[5]采用的是超聲波定位技術(shù),該技術(shù)基于超聲波測距原理,GPS定位技術(shù)雖然在室外環(huán)境具有廣泛的應(yīng)用,但是一般的民用精度也不是很高(10 m左右),面對復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境,基本無使用;參考文獻(xiàn)[6]給出了基于WiFi信號的室內(nèi)機(jī)器人定位實(shí)現(xiàn),建立了指紋圖并引入了粒子群算法去噪;參考文獻(xiàn)[7]設(shè)計(jì)了一種基于超寬帶(UWB)的高精度室內(nèi)定位系統(tǒng),具有精度高、穩(wěn)定性高的特點(diǎn),能夠滿足機(jī)器人的定位需求;參考文獻(xiàn)[8]采用智能手機(jī)定位思路,對指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),其實(shí)質(zhì)還是利用了WiFi差分信號強(qiáng)度SSD,此外,可以利用智能手機(jī)內(nèi)嵌的加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)等慣性傳感器推算移動節(jié)點(diǎn)的位移。

      雖然作為LBS(Location Based Service)最后一米的室內(nèi)定位飽受關(guān)注,但其依然不夠成熟。不同于GPS、AGPS等室外定位系統(tǒng),室內(nèi)定位系統(tǒng)依然沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),多種室內(nèi)定位技術(shù)相映生輝。目前,室內(nèi)定位技術(shù)主要有藍(lán)牙定位、射頻識別、超寬帶、WiFi定位等,定位算法根據(jù)是否需要測距離分為基于測距和非測距兩類。前者主要有TOA (Time of Arrive) 、AOA (Angle of Arrive) 、TDOA (Time Difference of Arrive)等方法 ,后者主要有基于接收信號強(qiáng)度RSSI(Received Signal Strength Indicator)的定位算法等[10]。

      基于無線網(wǎng)的的定位技術(shù)研究是一個熱門方向,WiFi、ZigBee、藍(lán)牙都處于2.4 GHz ISM(Industrial Scientific Medical)頻段,它們的定位基理是RSSI,物理模型就是信號衰減模型。無線網(wǎng)定位系統(tǒng)主要由錨節(jié)點(diǎn)和待定節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,利用信號的傳播特性來計(jì)算距離,進(jìn)而轉(zhuǎn)換成位置坐標(biāo)。室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多樣,這就決定了信號傳播模型是制約定位精度的重要因素。

      機(jī)器人超聲波定位技術(shù)容易實(shí)現(xiàn),技術(shù)成熟,但是在群體機(jī)器人中,機(jī)器人之間相互定位的時(shí)候存在著阻擋問題。UWB屬高精度室內(nèi)定位技術(shù),它利用窄帶脈沖傳輸數(shù)據(jù),無須載波,該技術(shù)常采用TDOA算法。UWB定位系統(tǒng)主要包括接收器、標(biāo)簽等,該技術(shù)存在頻譜利用率低、信息傳輸速率不高等特點(diǎn),并且成本較高。除了以上提及的定位技術(shù)外,還有基于計(jì)算機(jī)視覺的方法。

      2 集群移動機(jī)器人總體框架設(shè)計(jì)

      整個集群移動機(jī)器人系統(tǒng)主要包括幾大技術(shù):控制技術(shù)、定位技術(shù)、通信技術(shù)和協(xié)同算法。集群移動功能的實(shí)現(xiàn)采用Arduino作控制、以ZigBee為通信方式、以魚群算法作為協(xié)同算法。整體框架如圖 1所示??刂茊卧捎肁Tmega328P作為機(jī)器人的主控芯片,該芯片是一款增強(qiáng)型的AVR單片機(jī),用它控制機(jī)器人的前進(jìn)、后退等動作;定位部分采用慣性傳感器與ZigBee技術(shù)結(jié)合的方式,核心器件是MPU9250九軸傳感器模塊與CC2530,由Arduino讀取MPU9250的姿態(tài)數(shù)據(jù)并換算處理,再經(jīng)ZigBee節(jié)點(diǎn)以無線的方式將信息發(fā)送出去,各節(jié)點(diǎn)的信息可匯總至協(xié)調(diào)器經(jīng)上位機(jī)顯示。其中,Arduino與MPU9250之間的通信方式采用I2C通信,Arduino與CC2530之間采用UART通信;協(xié)同算法采用人工魚群算法,以此來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的聚群、追尾等功能。本文主要對集群移動機(jī)器人的定位系統(tǒng)進(jìn)行研究。

      2.1 控制單元設(shè)計(jì)

      Arduino是一種開源單片機(jī)控制器,而Arduino Uno又是典型的控制器,功能齊全,使用廣泛,本文使用的ATmega328P工作電壓為5 V,具有32 KB 片上可編程Flash, 支持UART、I2C和SPI通信。由于其具有先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間,該芯片的數(shù)據(jù)吞吐率非常高,從而降低了系統(tǒng)功耗,提高了運(yùn)行速度。對于一個機(jī)器人而言,僅僅有主控芯片是不夠的,在本系統(tǒng)中,用舵機(jī)、電源、輪胎等器件組成了機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)。對于Arduino的軟件開發(fā),要在Arduino IDE開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行。

      2.2 通信模塊設(shè)計(jì)

      作為無線通信的主流方式之一,ZigBee技術(shù)以其眾多優(yōu)勢在物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用,而且在機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)取得了一席之地。CC2530芯片是ZigBee芯片中應(yīng)用最廣的芯片之一,它比CC243x系列性能要更穩(wěn)定。根據(jù)內(nèi)置閃存容量區(qū)分,可將CC2530分為以下4個類型的產(chǎn)品:CC2530F32、CC2530F64、CC2530F128和CC2530F256。本文采用的是CC2530F256芯片,該產(chǎn)品支持自組網(wǎng)和透明傳輸功能。本文主要將CC2530用于終端移動節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器,從而為構(gòu)建ZigBee網(wǎng)絡(luò)提供支撐。

      2.3 集群機(jī)器人算法研究

      集群機(jī)器人算法主要是在人工魚群算法的基礎(chǔ)上來模擬生物群體聚群并統(tǒng)一步調(diào)整體運(yùn)動的過程,主要修改了人工魚的各項(xiàng)參數(shù),并更換行為評價(jià)函數(shù)和食物密度函數(shù),實(shí)現(xiàn)了個體間能夠保持一定距離,朝向一個方向整體運(yùn)動的功能。機(jī)器人在運(yùn)動過程中有4種基本行為:聚群行為、隨機(jī)行為、覓食行為和追尾行為。這4種基本行為的選擇由評價(jià)函數(shù)給出執(zhí)行選擇,其中隨機(jī)行為是其他三種行為的補(bǔ)充行為。通過對人工魚群算法的改進(jìn),使得個體能夠較好地實(shí)現(xiàn)聚群,即個體間保持一定的距離,又不至于過度遠(yuǎn)離。首先完成群體的聚群,選擇最優(yōu)的聚群參數(shù)。在完成群體的聚群條件下,修改食物密度函數(shù)、行為評價(jià)函數(shù),使得群體能夠按照制定的路線運(yùn)動。

      3 基于MPU9250的定位技術(shù)研究

      定位系統(tǒng)的硬件部分主要包括Arduino、ZigBee節(jié)點(diǎn)和MPU9250慣性傳感器,它們分別實(shí)現(xiàn)執(zhí)行、通信和采集數(shù)據(jù)的功能。

      3.1 MPU9250慣性傳感器

      MPU9250為InvenSense公司的第二代9軸運(yùn)動跟蹤設(shè)備,該傳感器體積小,功耗低。MPU9250是一個集成模塊,包括兩部分:MPU6500三軸傳感器和AK8963三軸磁力計(jì)。其中MPU6500內(nèi)含3軸加速度計(jì)和3軸陀螺儀,故稱其為9軸運(yùn)動傳感器[13]。MPU9250支持I2C和SPI通信,本文采用的是I2C方案,在該方案中,Arduino是主機(jī),MPU9250是從機(jī),數(shù)據(jù)的傳輸主要是通過SDA和SCL引腳實(shí)現(xiàn)的,可輸出9軸數(shù)據(jù),I2C通信方案如圖2所示。MPU9250具有3個16位加速度A/D輸出、3個16位陀螺儀A/D輸出、3個6位磁力計(jì)A/D輸出,此外該傳感器提供了全量程的參數(shù)編程設(shè)置,具體的量程分配如表1所列,其中g(shù)為重力加速度。MPU9250含有一個512字節(jié)的FIFO寄存器,可以將加速度值等數(shù)據(jù)寫入FIFO緩沖區(qū)。

      圖2 Arduino與MPU9250 I2C通信連接

      名 稱可編量程單位加速度計(jì)±2,±4,±8,±16g陀螺儀±250,±500,±1000°/s磁力計(jì)±4800μT

      在I2C模式下,通信速率最快可達(dá)400 kHz,SCL用來傳輸時(shí)鐘信號,SDA用來傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)SDA處在下降沿,SCL置高的時(shí)候,通信開始,之后主機(jī)發(fā)出地址位和讀寫位。然后,主機(jī)釋放SDA線,并等待來自從機(jī)的確認(rèn)信號(ACK)。每次數(shù)據(jù)傳輸后必須跟一位讀寫位。從機(jī)應(yīng)答即是拉低SDA到SCL高電平周期結(jié)束。當(dāng)SDA處于上升沿且SCL是高電平的時(shí)候,代表通信停止。具體的I2C通信時(shí)序如圖3所示。

      圖3 I2C數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖

      3.2 基于ZigBee和MPU9250的定位原理

      本文提出了將ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)與MPU9250慣導(dǎo)數(shù)據(jù)相結(jié)合的思路?;贛PU9250的定位系統(tǒng)通過陀螺儀、加速度計(jì)以及磁力計(jì)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)定位。首先提供移動節(jié)點(diǎn)初始位置及速度,然后在節(jié)點(diǎn)運(yùn)動過程中對MPU9250的信息進(jìn)行獲取和處理,不斷更新當(dāng)前位置及速度。通過檢測加速度和角速度,定位系統(tǒng)可以檢測位置變化、速度變化和姿態(tài)變化(繞各個軸的旋轉(zhuǎn))。陀螺儀用于測量移動機(jī)器人的角速率,加速度計(jì)用于測量線加速度,通過跟蹤系統(tǒng)當(dāng)前角速率及相對于運(yùn)動系統(tǒng)測量到的當(dāng)前線加速度,即確定當(dāng)前線加速度。以起始速度作為初始條件,用運(yùn)動學(xué)方程對慣性加速度進(jìn)行積分,就可得到系統(tǒng)慣性速率,然后以起始位置作初始條件再次積分就可得到位置,即對加速度二次積分得到位置。慣性傳感器的誤差會隨時(shí)間累積,故需要不斷進(jìn)行修正?,F(xiàn)代慣性導(dǎo)航系統(tǒng)使用各種信號(例如全球定位系統(tǒng)及磁羅盤等)對其進(jìn)行修正,采取控制論原理對不同信號進(jìn)行權(quán)級過濾,保證慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度及可靠性。

      加速度是一個物體速度的變化速率。即

      積分和導(dǎo)數(shù)相反。如果一個物體的加速度已知,那么能夠利用二重積分獲得物體的位置。假設(shè)初始條件為0,那么有:

      上式給出了加速度定位的數(shù)學(xué)理論知識,圖4給出了加速度定位的算法流程。

      4 集群移動機(jī)器人定位軟件設(shè)計(jì)

      4.1 控制單元與ZigBee網(wǎng)絡(luò)的通信接口設(shè)計(jì)

      4.1.1 Arduino串口程序

      圖4 利用加速度求解 位置算法流程

      Arduino與ZigBee節(jié)點(diǎn)的通信是通過UART方式完成的。Arduino與ZigBee節(jié)點(diǎn)的連接方案是:Arduino的TX引腳接CC2530的RX引腳,RX引腳接CC2530的TX引腳。Arduino控制板通過數(shù)字引腳0(RX)和1(TX)將信息傳輸至ZigBee節(jié)點(diǎn),對于Arduino串口程序的設(shè)計(jì),本文在Arduino 1.6.11 (Windows)環(huán)境下開發(fā),下面僅介紹Arduino發(fā)送信息程序中用到的主要函數(shù)。

      //串口通信初始化

      Serial.begin(115200);

      //輸出數(shù)據(jù)

      Serial.println();

      4.1.2 ZigBee串口程序

      ZigBee串口程序主要實(shí)現(xiàn)CC2530接收Arduino傳回的數(shù)據(jù)。整個過程包括串口初始化、串口中斷接收等流程,其中,串口的初始化流程如圖5所示。

      圖5 CC2530串口初始化

      選擇外部32 MHz晶振作為主時(shí)鐘源,代碼如下:

      //設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘源為32 MHz晶振

      CLKCONCMD &=~0x40;

      //等待晶振穩(wěn)定為32 MHz

      while(CLKCONSTA & 0x40);

      CC2530的串口是USART0和USART1,兩個串口都可以運(yùn)行在UART或SPI模式,本文中使用的是UART模式,故應(yīng)先配置模式。串口配置以及波特率的設(shè)置代碼如下:

      //外設(shè)控制寄存器 USART 0的I/O位置:0為P0口位置1

      PERCFG = 0x00;

      //P0_2,P0_3用作串口(外設(shè)功能)

      P0SEL = 0x0C;

      //P0優(yōu)先作為UART0

      P2DIR &= ~0xC0;

      //設(shè)置為UART方式

      U0CSR |= 0x80;

      //波特率設(shè)為115200

      U0GCR |= 11;

      U0BAUD |= 216;

      4.2 基于MPU9250的定位程序設(shè)計(jì)

      MPU9250驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)主要包括圖6所示的流程。

      圖6 MPU9250驅(qū)動軟件流程

      對于MPU9250的初始化,主要是依據(jù)MPU9250的使用說明和寄存器手冊對一些寄存器的定義和配置。比如加速計(jì)的配置用到的ACCEL_CONFIG寄存器可以對加速度計(jì)是否自檢和量程進(jìn)行設(shè)置,代碼如下:

      //將ACCEL_CONFIG設(shè)置為0x00,即把加速度計(jì)設(shè)為不自檢模式且量程為±2g

      I2Cdev::writeByte(0x68,ACCEL_CONFIG, 0x00);

      I2C的軟件編寫主要根據(jù)上文介紹的MPU9250 I2C時(shí)序圖編寫,主要程序包括I2C開始、I2C結(jié)束、I2C應(yīng)答、I2C讀取字節(jié)等。數(shù)據(jù)獲取即對9軸數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取,從而得到9軸輸出的真實(shí)數(shù)據(jù)。下面以加速度和陀螺儀X軸的數(shù)據(jù)獲取為例,給出數(shù)據(jù)獲取程序。MPU9250加速度和陀螺儀X軸數(shù)據(jù)的獲取程序如下:

      //讀取計(jì)算加速度X軸數(shù)據(jù)

      *ax = (((int16_t)buffer[0]) << 8) | buffer[1];

      *ax=2.0*g*(*ax)/(32768);

      //讀取計(jì)算陀螺儀X軸數(shù)據(jù)

      圖7 磁力計(jì) 數(shù)據(jù)獲取流程

      *gx = (((int16_t)buffer[8]) << 8) | buffer[9];

      *gx=250.0*(*gx)/32768;

      計(jì)算公式為:真實(shí)值=ADC值×選擇的滿量程/32768。

      加速度計(jì)與陀螺儀分別有三個16位的ADC,每個軸使用一個,最高位為符號位,剩下15位為數(shù)值位,因此輸出值為32 768~-32 768,為了得到真正的加速度值,需要在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上除以32 768。所以設(shè)計(jì)中,選取加速度量程為±2g時(shí),精度為16 384 LSB/g。

      磁力計(jì)數(shù)據(jù)獲取流程如圖7所示。

      4.3 ZigBee組網(wǎng)程序設(shè)計(jì)

      ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立主要包括兩大部分,一是協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò),二是節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)。具體的軟件流程如圖8和圖9所示。軟件開發(fā)是在IAR Embedded Workbench環(huán)境下進(jìn)行,并且使用了Z-stack協(xié)議棧編程。

      圖8 協(xié)調(diào)器的軟件流程

      圖9 節(jié)點(diǎn)的軟件流程

      5 實(shí)驗(yàn)及測試

      以ax,ay,az分別代表加速度計(jì)的X軸、Y軸、Z軸數(shù)據(jù),以gx,gy,gz分別代表陀螺儀的X軸、Y軸、Z軸數(shù)據(jù)。靜止?fàn)顟B(tài)下的加速度值和陀螺儀數(shù)據(jù)如表2所列。由于MPU9250處于靜止?fàn)顟B(tài),加速度水平方向的X軸和Y軸的數(shù)據(jù)都是0,Z軸受重力影響,存在1g大小的重力加速度,而表中得到的數(shù)據(jù)是-9,屬誤差。X軸的角速度不為0亦是誤差原因。其中,加速度值的單位是m/s2,陀螺儀數(shù)據(jù)即角速度的單位是°/s。

      表2 靜止?fàn)顟B(tài)下MPU9250的加速度值和角速度值

      沿X軸負(fù)方向時(shí)的加速度值和陀螺儀數(shù)據(jù)如表3所列。沿X軸負(fù)方向做變加速直線運(yùn)動時(shí),ax顯然是負(fù)值。

      繞Z軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的加速度值和陀螺儀數(shù)據(jù)如表4所列。繞Z軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),gz是變化的。

      表3 沿X軸負(fù)方向運(yùn)動時(shí)MPU9250的加速度值和角速度值

      表4 繞Z軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)MPU9250的加速度值和角速度值

      靜止?fàn)顟B(tài)下,從AK8963中讀出的數(shù)據(jù)如表5所列,其中磁力計(jì)數(shù)據(jù)的單位為μT。

      表5 靜止時(shí)MPU9250的磁力計(jì)數(shù)據(jù)

      結(jié) 語

      [1] 謝金龍,鄧人銘.物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用(ZigBee版)[M].北京:人民郵電出版社,2016.

      [2] 饒強(qiáng),于舒娟,張昀,等.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)精細(xì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)盲檢測[J].電視技術(shù),2015(21):87-90,103.

      [3] 肖天柱.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能家居管理系統(tǒng)

      DesignofSwarmMobileRobotsLocationSystemBasedonInertialSensor

      MengYifei1,2,XieTangjian1,YangWenhui1,LiuLiping1,ChenYan1

      (1.School of Physics and Electronic-electrical Engineering,Ningxia University,Yinchuan 750021,China;2.Beijing Jiaotong University)

      In order to study the positioning technology of cluster robots,the overall framework of the swarm-robot is designed in the paper,which mainly includes the control unit,the communication module and the sensor unit.The positioning technology of the MPU9250 inertial sensor is mainly studied.The positioning system uses the ZigBee module to form the wireless sensor network and uses Arduino to acquire and process the attitude data from MPU9250.The location information will be transmitted to the host computer via ZigBee network.The robot inertial navigation technology proposed in the paper has certain guiding significance to solve the problem of robot positioning.

      swarm;Arduino;ZigBee;positioning;MPU9250

      TP368

      A

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