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    摘要自动化机器人在世界参考系中确定位置和方向中经常遇到定位问题。由于GPS难以应用于室内环境，超声波室内定位系统对于在室内的局部定位有非常大的潜力。分析并研究了超声波室内系统基于到达时间的算法，运用牛顿迭代法解决了基于到达时间的三边测距问题。并且运用MATLAB进行简单的方程求解。33446
    最后，本文对超声波室内定位系统进行了搭建。移动机器人采用简单的三轮式结构，以“主机+从机”的两层结构搭载了数据采集系统、运动控制系统、温度补偿模块和方位角测量模块。然后，在此基础上设计完成了移动平台上的超声波信号发送和接收调理电路、电源模块。通过调试，还对信源节点的进行编码并引入BPSK调制。
    关键词  移动机器人  室内超声波定位系统  到达时间  三边测量法
    毕业论文设计说明书外文摘要
    Title  The research of ultrasonic mobile robot indoor positioning system .
    Abstract
    Localization problem in determining position and orientation of an autonomous robot with respect to a world reference frame is commonly encountered.
    Owning to GPS is difficult to be utilized in an indoor environment, this thesis presented an Ultrasonic Indoor Positioning System to meet this demand.Based on Time-of-Arrival of ultrasonic indoor system algorithm is studied, using Newton iterative method to solve the problem based on Time-of-Arrival of the trilateral range. And using MATLAB to solve the simple equation.
    Finally, To construct the Ultrasonic Indoor Positioning System，a robot mobile platform with three wheels，a Data acquisition card and a control system were integrated together. According to the feature of the ultrasonic transducers signal sending and receiving circuits were designed and debugged. Finally, a beacon encoding method was designed and analysed.
    Keywords  Mobile robot   Ultrasonic Indoor Positioning System   Time-of-Arrival
    目   次
    1  绪论    1
    1.1  移动机器人目前的情况和发展方向    1
    1.2  定位技术的简要论述    3
    1.3  室内定位    4
    1.4  本文的研究内容    5
    2  基于时间到达法的算法研究    7
    2.1  典型的三边测距法介绍及分析    7
    2.2  基于时间到达法的UIPS分析    10
    2.3  本章小结    11
    3  定位系统设计    12
    3.1  移动平台设计    12
    3.2  系统主机设计    14
    3.3  系统从机设计    16
    3.4  发送与接收超声波的电路设计    19
    3.5  信源节点的编码    23
    3.6  本章小结    25
    结  论    26
    致  谢    27
    参考文献28
    1  绪论
    1.1  移动机器人目前的情况和发展方向
    机器人作为一种自动化的机器，他的智能程度与动物或人有一定的相似度，具有感知、规划、动作和协同等能力。高度的灵活性是它的特征。
    1968年至1972年间，人工智能机器人Shakey在美国斯坦福研究所被研制成功，能够自主进行环境感知、环境建模、行为规划并执行任务[1]。该机器人通过两台计算机进行控制，当时计算机虽然体积庞大，但运算速度缓慢，导致Shakey想对周围环境的分析和规划路径花费时间大。
    1970年11月，世界上第一个无人驾驶的月球车1号登上了月球， 10540米是月球车1号的里程，八万平米的月球表面经受了月球车1号的检测。在同一时代，美国喷气推进实验室(JPL)也研究制造了无人月球车，它在行星探测的研究领域得到应用。
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