制造车间移动物体定位系统的关键技术研究

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1、分类号学号M201270514学校代码10487密级硕士学位论文制造车间移动物体定位系统的关键技术研究学位申请人：冷云锋学科专业：机械电子工程指导教师：朱海平教授答辩日期：2015年5月15日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchontheKeyTechnologyofMobileObjectPositioningSysteminManufacturingWorkshopC

2、andidate:LengYunfengMajor:MechatronicEngineeringSupervisor:Prof.ZhuHaipingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430074，P.R.ChinaMay，2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以

3、明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大

4、学硕士学位论文摘要车间移动物体是制造车间的重要组成部分，具有灵活、机动、难于管控等特性，对移动物体进行定位是实现车间透明化管理的重要前提条件。定位技术是对物体进行定位的基础，GPS定位技术比较适合于空旷或者环境干扰较少的场合，难以适应制造车间的嘈杂、多障碍、电磁干扰强等恶劣环境。因此，以成本低、能耗少、抗干扰性强著称的无线传感器网络成为制造车间定位技术的首选，通过在车间内部布置相应的硬件基础设施，利用相关的定位算法，可以实现物体的定位。首先，设计了车间移动物体定位系统的总体技术框架，简要介绍了物体定位系统的几个车间应用场

5、合，提出了移动物体的信息模型并给出了具体的建模过程，详细阐述了移动物体定位系统的软硬件基础设施和总体的结构流程框架。其次，着重对无线传感器网络的定位算法进行改进研究，保证车间移动物体定位系统的实时性和准确性。以无线传感器网络定位算法中最常用的RSSI测距定位算法为基础进行改进，针对RSSI测距定位算法出现的定位参考锚节点选择不合理、采集的RSSI值可靠性不高、无线信号传输模型随方向变化较大的缺陷，再结合实际车间中常见的嘈杂、反射、多径等复杂干扰因素，引入神经网络技术、滤波技术和分区处理方法，提出了两种改进型的RSSI测距

6、定位算法，通过模拟实验证实，这些处理方法能提高定位的精度和定位的稳定性。最后，根据物体定位平台的应用需求，设计了制造车间移动物体定位的原型系统，对在制品实时监控及统计应用、数字化分步质检系统和物料小车的监控调度等功能及其应用流程进行了阐述。关键词：制造车间，移动物体定位，神经网络，定位算法，接收信号强度指示I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTMobileobjectisflexibleanddifficulttobeundercontrol,itisanimportantpartofmanufacturingwor

7、kshopandtrackingthepositionofmobileobjectisanim-portantprerequisitefortransparencyinthemanagementoftheworkshop.Mobileobjecttrackingandpositioningsystembasedonpositioningtechnology,GPSpositioningtech-nologyismoresuitablefortheopenenvironmentorlessinterferencesitua

8、tions,itisdiffi-culttoadapttotheobstacles,noisyandelectromagneticinterferenceenvironmentofthemanufacturingworkshop.Thewirelesssensornetworkbecomethefirstchoice