Mobile Robot Positioning with 433-MHz Wireless Motes with Varying Transmission Powers and a Particle Filter

Abstract

In wireless positioning systems, the transmitter’s power is usually fixed. In this paper, we explore the use of varying transmission powers to increase the performance of a wireless localization system. To this extent, we have designed a robot positioning system based on wireless motes. Our motes use an inexpensive, low-power sub-1-GHz system-on-chip (CC1110) working in the 433-MHz ISM band. Our localization algorithm is based on a particle filter and infers the robot position by: (1) comparing the power received with the expected one; and (2) integrating the robot displacement. We demonstrate that the use of transmitters that vary their transmission power over time improves the performance of the wireless positioning system significantly, with respect to a system that uses fixed power transmitters. This opens the door for applications where the robot can localize itself actively by requesting the transmitters to change their power in real time.

En los sistemas de posicionamiento inalámbricos, la potencia del transmisor suele ser fija. En este artículo, exploramos el uso de diferentes potencias de transmisión para aumentar el rendimiento de un sistema de localización inalámbrica. En este sentido, hemos diseñado un sistema de posicionamiento robótico basado en motas inalámbricas. Nuestras motes usan un bajo-bajo de bajo consumo de 1-GHz sistema-en-chip (CC1110) que trabajan en la banda de 433 MHz ISM. Nuestro algoritmo de localización se basa en un filtro de partículas e infiere la posición del robot: (1) comparando la potencia recibida con la esperada; Y (2) integración del desplazamiento del robot. Demostramos que el uso de transmisores que varían su potencia de transmisión en el tiempo mejora significativamente el rendimiento del sistema de posicionamiento inalámbrico, con respecto a un sistema que usa transmisores de potencia fijos. Esto abre la puerta a aplicaciones en las que el robot puede localizarse activamente solicitando a los transmisores que cambien su potencia en tiempo real