学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于无线传感器网络的月球车定位导航研究

作　者: 吴凌飞
导　师: 孟庆虎
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 信息获取与控制
关键词: 月球车 无线传感器网络 节点自定位 移动机器人定位导航
分类号: V476.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 241次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


月球是地球唯一的天然卫星,是人类向外太空发展的第一步。月球上约有60多种丰富的矿藏和新能源,具有潜在的巨大的经济意义。开发月球资源,建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。2004年2月,我国国防科工委/国家航天局宣布我国的“嫦娥”探月工程。目前,“嫦娥”二期工程正在积极准备中,其中一个重点内容就是研究月球车在月面环境下的定位导航问题。无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息并发送给观察者。无线传感器网络集成智能传感器技术、微机电系统技术和网络通讯技术三大技术,具有非常广阔的应用前景,是当前国际上备受关注的、多学科高度交叉的新兴前沿研究热点之一。本文在国家自然科学基金重点项目“月球探测系统的建模、传感、导航和控制基础理论及关键技术研究(60535010)”的资助下,提出研究基于无线传感器网络的月球车定位导航新方法。论文包括以下几个方面:1、提出了一种鲁棒的分布式无线传感器网络定位算法,无论在规则网络中还是不规则网络中,都很好地提高了传感器节点的定位精度,尤其是在不规则网络中。2、提出了一种结合激光定位和无线传感器网络的月球车定位新方法,给出了月球车定位系统框架,利用月面着陆器上的激光雷达实现月球车的高精度定位,同时采用在障碍物投影两边布置锚节点的方法,提高在激光雷达非视距情况下月球车的定位性能。3、开展了一系列基于RSSI的传感器节点测量实验和移动机器人定位导航实验,在我们的实验平台上对基于RSSI的无线传感器网络环境下月球车定位导航进行了实际评估和验证。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 课题背景与研究意义  8-10
  1.2 研究现状  10-11
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11
  1.3 本论文的主要研究工作和贡献  11-12
  1.4 本论文的主要结构安排  12-13
第2章 无线传感器网络和月球车定位导航  13-27
  2.1 无线传感器网络概述  13-18
    2.1.1 无线传感器网络的结构和特点  13-16
    2.1.2 无线传感器网络的关键技术及应用  16-18
  2.2 月球车定位导航概述  18-27
    2.2.1 月球车的概念和研究进展  18-24
    2.2.2 月球车的定位导航方式  24-27
第3章 无线传感器网络节点定位技术  27-46
  3.1 节点定位的常用技术  27-30
    3.1.1 基于测距的节点定位方法  28-29
    3.1.2 非基于测距的节点定位算法  29-30
  3.2 经典的MDS-MAP 和APS 定位算法  30-34
    3.2.1 MDS-MAP 定位算法  30-31
    3.2.2 APS 定位算法  31-32
    3.2.3 定位误差分析  32-34
  3.3 本文提出的BSLA 定位算法  34-38
    3.3.1 共线度  34-35
    3.3.2 基本的BSLA 定位算法  35-37
    3.3.3 信标选择机制  37
    3.3.4 改进的BSLA 定位算法  37-38
  3.4 仿真结果与讨论  38-45
    3.4.1 BSLA 定位算法VS MDS-MAP 定位算法  38-41
    3.4.2 BSLA 定位算法VS APS 定位算法  41-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章 结合激光定位和 WSN 的月球车定位导航系统  46-54
  4.1 月球车定位导航系统框架  46-48
  4.2 结合激光定位和WSN 的月球车定位方法  48-50
    4.2.1 测距方法的选择  48-49
    4.2.2 传感器节点定位  49
    4.2.3 月球车定位  49-50
  4.3 仿真结果与分析  50-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章 基于 RSSI 的月球车定位导航实验评估  54-67
  5.1 基于RSSI 的节点测距定位方法  54-56
    5.1.1 无线信号传播路径损耗模型  55
    5.1.2 无线电信号不规则性研究  55-56
  5.2 节点测距实验  56-59
    5.2.1 实验建立  56-57
    5.2.2 实验结果和分析  57-59
  5.3 移动机器人定位导航试验  59-66
    5.3.1 实验建立  59-60
    5.3.2 均值滤波  60-61
    5.3.3 随机运动的移动机器人定位导航实验结果和分析  61-64
    5.3.4 具有壁障的移动机器人定位导航实验结果和分析  64-66
  5.4 本章小结  66-67
第6章 总结和展望  67-69
  6.1 研究工作总结  67
  6.2 下一步工作展望  67-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74

相似论文

  1. 基于无线传感器网络的电动汽车电池组综合测试技术研究,U469.72
  2. 传感器网络中渐变事件监测研究,TP212.9
  3. 无线传感器网络中定位攻击检测技术研究,TP212.9
  4. 基于功能节点的无线传感器网络多对密钥管理协议研究,TP212.9
  5. 月球车建模分析及滑转量估计研究,TP242
  6. 基于LEACH的安全建簇无线传感器网络路由协议研究,TP212.9
  7. 无线传感器网络组播路由协议研究,TN929.5
  8. 基于地理位置的WSNs路由算法研究与改进,TN929.5
  9. 基于ZigBee技术的无线传感器网络研究与实现,TN929.5
  10. 一种自适应选择处理节点的时空查询算法,TN929.5
  11. 无线传感器网络MAC协议的研究,TN915.04
  12. 无线传感器网络节点定位算法的研究,TN929.5
  13. 城市照明管理系统中的时间同步方法研究,TM923
  14. 随机路由在无线传感器网络中的研究与应用,TN929.5
  15. 基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的研究,TN929.5
  16. 基于行为可信的无线传感器网络入侵检测技术的研究,TP212.9
  17. 基于区域的无线传感器网络密钥管理方案研究,TP212.9
  18. 基于zigbee的智能楼宇环境监测无线传感网络,TN929.5
  19. 基于无线传感器网络的农田环境监测系统路由协议的研究,TN915.04
  20. 面向信息物理系统的IEEE802.15.4MAC协议分析及优化,TP212.9
  21. 基于多层WSN结构的非均匀簇路由协议研究,TP212.9

中图分类: > 航空、航天 > 航天（宇宙航行） > 航天器及其运载工具 > 航天站与空间探测器 > 月球探测器
© 2012 www.xueweilunwen.com