摘 要

射频识别（RFID）技术是最近几年才慢慢兴起的一门有关识别的技术。和一般的条形码、接触式的IC卡等所不一样的是射频识别技术是通过电信号进行非接触性的通信，从而实现信息交流以及反馈的目的。RFID拥有在进行识别任务时不需要人员直接参与，且不容易损坏许多优点，比较适合用来实现一个系统的自动化。把RFID技术用到机器人小车上，通过电子标签确定小车的位置，完成对小车的定位。

本文主要对如何使用RFID技术来实现机器人的定位这一问题进行了研究。文章一开始就详细介绍了RFID技术，其中包括了RFID技术的系统概况以及RFID技术的应用和识别率问题等，在这个基础上才引出了研究的重点：把RFID阅读器安装到机器人小车上，以实现对机器人小车的定位。而且，本文在目前用RFID技术定位的结果上，对基于RFID和RSSI的机器人小车定位算法也进行了讨论。本文的研究主要取得了以下成就：

1. 对应用到机器人小车上的射频识别技术进行了仔细的分析
2. 讨论了在使用射频识别技术时所采用的定位算法以及定位估计理论

（3）利用RSSI提出了一种对机器人小车的定位算法。在室内，通过布置标签，实现机器人小车的绝对定位。使用Matlab软件对定位的算法进行仿真和分析。

本文主要使用RFID技术，结合定位算法，通过对数个电子标签位置的计算，实现一个装有读写器的机器人小车定位的目的。

关键词：射频识别；机器人小车；运动控制；定位

Abstract

Radio frequency identification (RFID) is a technology which is slowly emerging in recent years. And the general bar code, contact type IC card and so on are not the same as the radio frequency identification technology is through the electrical signal to carry out non contact communication, so as to achieve the purpose of information exchange and feedback. RFID has no direct involvement in the identification task, and it is not easy to damage many advantages, more suitable for the realization of a system of automation. The RFID technology used in the robot car, through the electronic tag to determine the location of the car, to complete the positioning of the car.

This paper mainly studies how to use the RFID technology to realize the robot localization. At the beginning, the paper detailed introduces the RFID technology, including the RFID system are introduced, as well as the RFID technology application and the recognition rate and, on this basis lead to the the focus of the study: the installation of RFID reader to robot, in order to achieve the positioning of robot car. Moreover, in this paper, based on the results of RFID technology, the localization algorithm of robot car based on RFID and RSSI is also discussed. The main achievements of this paper are as follows: Through the study of this subject， some results and conclusions are drawn:

(1) The radio frequency identification technology applied to the robot car is analyzed carefully.

(2) The localization algorithm and the location estimation theory are discussed in the use of RFID technology.

(3) A localization algorithm for robot car is proposed by using RSSI. In the room, through the arrangement of tags, to achieve the absolute positioning of the robot car. Using Matlab software to simulate and analyze the positioning algorithm.

In this paper, the use of RFID technology, combined with the positioning algorithm, through the calculation of the number of electronic tag position, to achieve a robot car with the reader positioning purposes.

Key Words：RFID；robot；movement control；localization

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 国内外现状及发展趋势 1

1.3 本文内容与结构 2

1.4 本章小结 3

第2章 RFID技术 4

2.1 射频识别技术概论 4

2.2 射频识别技术的应用及面临的主要问题 4

2.2.1 成本问题 4

2.2.2 安全问题 4

2.2.3 标准问题 4

2.2.4 辐射问题 4

2.2.5 多样性和复杂性 5

2.3 本章小结 5

第3章 基于RFID定位基本算法 6

3.1 无线传播环境 6

3.1.1 室内无线传播机理 6

3.1.2 信道特性与研究方法 6

3.2定位估计值理论 7

3.2.1 极大似然估计 7

3.2.2 最小二乘估计 8

3.2.3 最小均方差估计 9

3.3常用定位算法 9

3.4 本章小结 10

第4章 基于RFID的机器人定位 11

4.1 信号传输损耗模型 11

4.2 定位算法的计算 13

4.2.1 信标 13

4.2.2 机器人定位系统的建立 14

4.2.3 定位计算和仿真 17

4.3影响因素的分析 18

4.4本章小结 18

第5章 全文总结 20

致谢 21

参考文献 22

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

智能机器人正在慢慢深入人们的日常生活，在商场、医院、家庭等多个方面发挥着十分重要的作用，人们越来越迫切地需要智能机器人，因此智能机器人的研究工作也得到了空前的重视。

定位系统是智能机器人准确完成任务的重要保障，当智能机器人在执行任务的时候，必须实时得到其准确的位置信息。如果不能准确地获得其位置信息，那么其任务的完成几乎是不可能实现的。智能机器人只有在精确地知道自己的位置之后，才能准确地运动，有效地执行任务。定位就是确定智能机器人在其工作环境中所在位置，更详细地说就是利用工作环境的实时地图信息、智能机器人位置的当前估计和传感器观测值等很多输入信息通过一定的处理以及变换从而产生更加精确的对智能机器人当前位置的估计。使用传感器得知的信息来实现有效的定位是智能机器人最根本、重要的一种功能，同样也是智能机器人的研究工作中十分受关注，并且十分具有挑战性的一个重要研究方向。科学家们针对机器人的任务要求和所使用的传感器的技术对机器人的定位方法进行了很长时间的深入研究，从而积累了丰富的研究经验和研究成果，总结、解析目前智能机器人的定位方法会为研发新的具有更多功能的智能机器人提供十分有力的帮助。