本文研究了基于路灯车臂架的高精度姿态感知系统

 

        本文研究了基于路灯车臂架的高精度姿态感知系统   中山板芙出租路灯车, 中山板芙租赁路灯车, 中山板芙路灯车   路灯车臂架在工作时需严格按照预定轨迹进行运动才能保证工作环境及人员安全，因此对臂架的姿态位置检测要求极高。目前对路灯车臂架姿态感知的研究主要保留在倾角传感器的研究上面，但是由于倾角传感器本身的局限性，限制了姿态感知的精确度。同时，目前的姿态感知算法都是针对特定的环境以及应用提出的，针对路灯车臂架的定位算法研究甚少。针对这个问题本文研究了基于路灯车臂架的高精度姿态感知系统。主要工作有如下几点：

     1)对无线传感网络定位技术的特点进行比较分析，选择合适的能用于工程环境的无线定位技术；

      2)提出了一种基于CSS技术的路灯车臂架姿态感知系统解决方案。首先分析了路灯车的结构及运动模式，实现了路灯车臂架由三维运动空间到二维运动空间的转换，并给出具体的换算公式；其次给出了姿态感知系统的总体设计，包括节点的部署和姿态感知框架；

       3)设计了适合路灯车臂架姿态感知系统方案的定位算法。根据一跳范围内路灯车数目的不同将路灯车臂架定位算法分为协作定位算法和非协作定位算法。并分别给出了在MATLAB下的性能仿真与分析。比较了半定规划方法与LS直接求逆方法在路灯车臂架姿态感知系统中的性能影响，SDP优化的算法抗干扰性更强，定位精确度更高。将该算法用于单路灯车和路灯车群之间的定位，能很好的拟合臂架的位置信息轨迹变化。

       4)对提出的路灯车臂架姿态感知系统进行了软件设计，包括系统总体设计，节点软件设计、定位算法软件设计。最后对该姿态感知系统在单路灯车情形下进行了测试与分析，包括节点功耗的测试与分析、节点测距的测试与分析、系统定位的测试与分析等。

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      本文将无线传感网定位技术应用于工程机械的姿态感知，是一种新型应用。将基于半定规划的高精度的定位算法用于姿态感知，定位精度相对于以前基于倾角传感器的基础上有所提高，适应性有所增强。但由于自身涉及的理论知识以及研究测试环境有限，还有很多待提高的地方。以下几点是下一步将要研究的方向：

     1)本文所研究的加了正则项的SDP对锚节点位置分布较敏感，因此如何抑制该影响是我们研究的方向。大量文献提到梯度下降法对于正则化的SDP有微小的改进，因此在下一步的研究中我们将梯度搜索法应用到SDP算法中，以进一步提高路灯车臂架姿态感知的性能。

      2)本文所研究的路灯车臂架姿态感知定位算法是基于二维的定位算法，需将路灯车所处的三维空间通过投影转换为二维空间定位，增加了换算步骤，在以后的研究中我们将研究半定规划算法在三维空间的定位。

     3)在本文中，研究了单路灯车和路灯车群的姿态感知精确定位算法。基于资源及时间限制，在实际的工程环境中，是用单路灯车进行测试的，没有将路灯车群定位与实际应用有机融合。因此在后面的研究中路灯车群定位的实际应用是我们研究的主要对象。

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