基于Mesh網絡的井下機車自主導航系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，我國礦山開采深度、強度和規(guī)模逐年增加，采礦條件愈加惡劣，急需先進的采礦設備和技術來改善現狀。井下自主行走機車是采礦設備智能化研究的一大趨勢，自主導航系統(tǒng)研究是自主行走機車核心內容。
　　本課題設計的自主導航系統(tǒng)屬于遠程無線遙控系統(tǒng)的一部分，主要任務是實現一套基于無線Mesh網絡（Wireless Mesh Network，WMN）的井下機車自主導航系統(tǒng)，利用無線Mesh網絡的組網優(yōu)勢和傳輸特性，實現機車無線定位和系統(tǒng)遠程無線

2、監(jiān)控。通過NS2無線網絡仿真實驗研究適用于本系統(tǒng)的隨機接入機制，保障網絡傳輸質量，最后通過仿真實驗和實際測試驗證導航算法和定位算法的可靠性、有效性。
　　自主導航系統(tǒng)由核心控制單元和執(zhí)行單元組成，核心控制單元采用LPC1768處理器，通過CAN、RS485、以太網通信接口采集激光掃描儀、轉角傳感器、旋轉編碼器、RFID閱讀器數據，通過Flash模塊存儲數據;同時執(zhí)行激光導航定位算法。執(zhí)行單元接收核心控制單元的邏輯控制指令，通過PW

3、M模塊輸出控制信號，驅動電機控制機車，并將機車運行狀態(tài)、告警信息通過WMN發(fā)送至遠程監(jiān)控單元。
　　本文首先介紹課題研究背景及意義、研究狀況及研究目標;其次詳細介紹遠程無線遙控系統(tǒng)各部分主要功能，分析WMN拓撲結構和相關標準;然后進行自主導航系統(tǒng)硬件設計，包括主控制器、通信單元、外圍模塊的電路設計。接著重點研究基于WMN的激光導航定位算法，詳細設計激光導航算法路徑規(guī)劃、數據融合、邏輯反饋控制三個子系統(tǒng)，緊接著介紹自主導航系統(tǒng)軟件設