【正文】 中北大學(xué) 課程設(shè)計說明書 20122013 學(xué)年第 一 學(xué)期學(xué) 院：信息與通信工程學(xué)院專 業(yè)：信息對抗技術(shù)專業(yè)學(xué) 生 姓 名：韓瀟灑學(xué) 號：0905094109課程設(shè)計題目：信息處理實踐基于RSSI的機器人室內(nèi)卡爾曼濾波定位算法起 迄 日 期:8月20日 ~ 8月26日課程設(shè)計地點:校內(nèi)指 導(dǎo) 教 師:楊光、王鑒、李凱、王玉、姚金杰系主任：趙冬娥下達任務(wù)書日期: 2012年8月 20 日中北大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 2012/2013 學(xué)年第 一 學(xué)期學(xué) 院：信息與通信工程學(xué)院專 業(yè)：信息對抗技術(shù)專業(yè)學(xué) 生 姓 名：韓瀟灑學(xué) 號：0905094109課程設(shè)計題目：信息處理實踐基于RSSI的機器人室內(nèi)卡爾曼濾波定位算法起 迄 日 期:8月20日 ～ 8月26日課程設(shè)計地點:校內(nèi)指 導(dǎo) 教 師:楊光、王鑒、李凱、王玉、姚金杰系主任：趙冬娥下達任務(wù)書日期: 2012年 8 月 20 日信息處理實踐課程設(shè)計課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書1．設(shè)計目的：通過本課程設(shè)計的學(xué)習，學(xué)生將復(fù)習所學(xué)的專業(yè)知識，使課堂學(xué)習的理論知識應(yīng)用于實踐，通過本課程設(shè)計的實踐使學(xué)生具有一定的實踐操作能力；掌握Matlab使用方法，能熟練運用該軟件設(shè)計并完成相應(yīng)的信息處理；通過信息處理實踐的課程設(shè)計，掌握設(shè)計信息處理系統(tǒng)的思維方法和基本開發(fā)過程。2．設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等）：一、學(xué)習Matlab軟件掌握Matlab軟件的安裝；熟悉Matlab的運行環(huán)境；根據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)的需要會合理設(shè)定系統(tǒng)定時窗口的各項參數(shù)；根據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)的需要，優(yōu)化模塊設(shè)計最優(yōu)系統(tǒng)。二、實踐設(shè)計要求：根據(jù)所選題目，設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)的原理框圖；建立系統(tǒng)的模型；每人一組，寫出設(shè)計報告；根據(jù)給定位置信息，繪制二維路線圖；設(shè)計卡爾曼濾波算法；仿真卡爾曼濾波定位算法。三、參考題目基于RSSI的機器人室內(nèi)卡爾曼濾波定位算法課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書3．設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等〕：每個同學(xué)獨立完成自己的任務(wù)，每人寫一份設(shè)計報告，在課程設(shè)計論文中寫明自己設(shè)計的部分，給出設(shè)計結(jié)果。4．主要參考文獻：1. （第三版）.北京：2. （第二版）.北京：3. 安 雷、張國良、5．設(shè)計成果形式及要求：設(shè)計的原理框圖，仿真模型。 課程設(shè)計說明書6．工作計劃及進度：8月20日 ～ 8月21日8月21日 ～ 8月22日8月22 日 ～ 8月24日8月24日～ 8月26日8月26日相關(guān)資料查閱；相關(guān)軟件的學(xué)習；方案設(shè)計，完成并實現(xiàn)信息處理；書寫論文；答辯、成績考核。系主任審查意見： 簽字： 年 月 日目 錄一、 設(shè)計目的 ………………………………………… 4二、 設(shè)計任務(wù)與要求及軟件介紹……………………… 4三、 設(shè)計步驟…………………………………………… 5 實驗預(yù)習 ………………………………………… 5 系統(tǒng)原理圖以及系統(tǒng)模型 ……………………………6 設(shè)計結(jié)果 …………………………………………10四、 設(shè)計總結(jié) …………………………………………16五、 實驗心得 …………………………………………18六、 參考文獻 …………………………………………18七、 附錄（源代碼）……………………………………18 設(shè)計目的通過本課程設(shè)計的學(xué)習，學(xué)生將復(fù)習所學(xué)的專業(yè)知識，使課堂學(xué)習的理論知識應(yīng)用于實踐，通過本課程設(shè)計的實踐使學(xué)生具有一定的實踐操作能力；掌握Matlab使用方法，能熟練運用該軟件設(shè)計并完成相應(yīng)的信息處理；通過信息處理實踐的課程設(shè)計，掌握設(shè)計信息處理系統(tǒng)的思維方法和基本開發(fā)過程。在上學(xué)期的基礎(chǔ)上，使定位節(jié)點（機器人）在室內(nèi)做勻速運動和勻加速運動，實現(xiàn)拉爾曼濾波定位算法。 設(shè)計任務(wù)與要求及軟件介紹任務(wù)： 用RSSI方法實現(xiàn)機器人室內(nèi)定位，繼而進行卡爾曼濾波定位算法。要求：首先根據(jù)所選題目，設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)的原理框圖，并建立系統(tǒng)的模型：裝用八個測量節(jié)點的實驗室（長17m，寬7m）。其次用Matlab仿真二維路線圖（），產(chǎn)生模擬距離數(shù)據(jù),進而用定位算法得到機器人位置,以及根據(jù)給定位置信息，繪制二維路線圖。再次設(shè)計卡爾曼濾波算法，用Matlab仿真卡爾曼濾波定位算法，得到機器人位置。最后寫出設(shè)計報告。軟件介紹：　MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計算、可視化以及交互式程序設(shè)計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學(xué)計算軟件的先進水平?！　　ATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連 matlab開發(fā)工作界面接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點，使MATLAB成為一個強大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接調(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。三、設(shè)計步驟實驗預(yù)習 根據(jù)此次課程設(shè)計要求：首先，根據(jù)所選題目，設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)的原理框圖，并建立系統(tǒng)的模型。其次，查閱有關(guān)Matlab的相關(guān)書籍、文章以及網(wǎng)絡(luò)資源。熟悉Matlab軟件的使用。其次，根據(jù)系統(tǒng)原理圖和系統(tǒng)模型，用Matlab仿真產(chǎn)生機器人二維路線圖并獲得仿真機器人位置數(shù)據(jù)，繼而與節(jié)點結(jié)合產(chǎn)生距離數(shù)據(jù)，在用定位算法求得機器人位置數(shù)據(jù)，并加入隨機序列白噪聲。最后，設(shè)計卡爾曼濾波算法。并用Matlab仿真卡