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系統識別號 U0026-1302201123261200
論文名稱(中文) 應用RFID技術之機器人定位方法
論文名稱(英文) Mobile Robot Localization by RFID Method
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 工程科學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Engineering Science
學年度 99
學期 1
出版年 100
研究生(中文) 陳雅絹
研究生(英文) Ya-Chuan Chen
學號 n96984325
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 93頁
口試委員 指導教授-周榮華
口試委員-王榮泰
口試委員-王宗一
中文關鍵字 室內定位  RSSI定位系統  LQI定位系統  RFID 
英文關鍵字 RFID technology  RSSI  LQI  indoor positioning  mobile robot 
學科別分類
中文摘要 本文研究是利用RFID技術作為機器人室內定位之用。研究首先考量的就是定位功能,所採用的方法是利用RSSI(Received Signal Strength Indicator)及LQI(Link Quality Indication)定位方法。RSSI與LQI定位系統是利用無線訊號強度來建立場強環境圖,將發射端與接收端所收到的訊號強度比較去計算出使用者之正確位置。本論文先對RSSI與LQI的定位法則進行研究,建置好定位環境系統後,再加入行動機器人驗證此系統可行性。一維定位加入機器人實驗結果,精密度為10cm,平均正確率為97.23%。二維定位在60cm x 60cm區間,精密度10cm x 10cm,定位平均正確率為79.73%,加入機器人做行動追蹤觀察定位,每個位置座標估測定位觀察,結果總平均誤差為14.16cm。
英文摘要 This thesis explores the merits of the indoor positioning system using RFID technology for mobile robot. The study first develops the indoor positioning function by RSSI and LQI method to determine the location of the user. The RSSI and LQI based indoor positioning system employs the wireless signal intensity to build the intensity distribution map and compares the signal intensity of the transmitters obtained by the receivers to determine the correct location of the users. The RSSI and LQI based indoor positioning system environmental location map are built beforehand .Then a mobile robot is used to test and verify the validity of the method. Validation results show that the precision of the positioning system in one-dimensional is 10 cm and the average accuracy rate is 97.23%.The precision of the positioning system in two-dimensional is 10cm x10cm and the average accuracy rate is 79.73%.Finally,the average error of the robot tracking in two-dimensional is 14.16cm.
論文目次 摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅷ
圖目錄 Ⅸ

第一章 序論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 2
1.4 主要貢獻 3
1.5 論文架構 3
第二章 相關技術介紹 5
2.1 定位演算法 5
2.1.1 定位基本原則 7
2.1.1.1 TOA(Time of Arrival) 7
2.1.1.2 TDOA(Time Difference of Arrival) 11
2.1.1.3 AOA(Angle of Arrival) 15
2.1.1.4 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 16
2.1.2 定位技術 18
2.1.2.1 樣本比對定位技術 18
2.1.2.2 K最近鄰居演算法 19
2.1.2.3 機率(probability-based)演算法 20
2.2 空間定位技術 20
2.2.1 紅外線(Infrared,IR)室內定位技術 21
2.2.2 超音波(Ultrasonic)定位技術 22
2.2.3 藍牙(Bluetooth)定位技術 23
2.2.4 ZigBee定位技術 24
2.3 文獻探討 26
2.4 RFID介紹 32
2.4.1 RFID基本組成 34
2.4.2 RFID以電源分類 35
第三章 系統設計與實現 37
3.1 研究方法 37
3.1.1 一維定位 38
3.1.2 二維定位 39
3.1.2.1 三角定位法 40
3.1.2.2 訊號紋比對法 44
3.2 系統設計 47
3.2.1 硬體設計 49
3.2.1.1 定位模組環境 49
3.2.1.2 機器人硬體 52
3.2.2 軟體設計 56
3.2.2.1 使用開發軟體介紹 56
3.2.2.2 一維軟體設計 56
3.2.2.3 一維定位監控與遠端藍芽傳輸控制 57
3.2.2.4 二維軟體設計 59
第四章 實驗結果與探討 60
4.1 統計RSSI值與實際距離對應表 60
4.2 一維定位實驗 69
4.3 樣本比對定位法建立強度地圖資料庫 72
4.4 利用樣本比對定位法之二維四區間定位實驗 77
4.5 利用樣本比對定位法之二維九區間定位實驗 79
4.6 利用樣本比對定位法之二維三十六區間定位實驗 82
4.7 標籤A為移動式標籤作為追蹤定位 83
4.8 加入行動機器人作二維定位追蹤 84
第五章 結論與建議 87
5.1 結論 87
5.2 建議 88
參考文獻 90
作者簡歷 93
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