چکيده— روبات های متحرک خودکار (AMRs) که در محیط های ناشناخته به فعالیت می پردازند؛ با 2 چالش مواجه هستند: 1) مکان یابی و 2) جهت یابی کارآمد. در این مقاله یک رویکرد دولایه برای حل این چالش ها توصیف شده است: 1)توسعه روش های جدید مکان یابی مبتنی بر استفاده از شبکه حسگر بیسیم و 2) استفاده از تعامل WSN–AMR (شبکه حسگر بیسیم- روبات متحرک خودکار) به منظور جهت یابی. هدف این است که یک روبات متحرک خودکار، مسیری را از نقطه ای واقع در محدوده تحت پوشش یک شبکه حسگر بیسیم آغاز کرده و بدون کمک فرآیند پویش سراسری و نیز بدون داشتن اطلاعات موقعیتی، به موقعیت هدف مشخص شده برود. در این تحقیق، دسترسی به هدف به این صورت ممکن می شود: 1) ایجاد یک توزیع دامنه در محدوده تحت پوشش شبکه WSN که از یک شبه گرادیان متمایل به هدف برخوردار می باشد و 2) از طریق در اختیار داشتن یک شبکه WSN که با استفاده از شبه گرادیان (PG)، روبات های متحرک خودکار را به صورت کارامد و بهینه هدایت می کند. این روش در ایجاد PG، صرفا از توپولوژی شبکه و شدت سیگنال دریافتی (RSS) میان گره های حسگر استفاده می کند. این بررسی نشان می دهد که حتی در صورت عدم دسترسی به اطلاعات سراسری موقعیت، روبات های متحرک می توانند صرفا با استفاده از ویژگی RSS در همسایگی محلی خود، مسیر بهینه را تخمین زده و به صورت موفقیت آمیز به سمت هدف حرکت کنند. سودمندی الگوی پیشنهادی بواسطه انجام آزمایشات سخت افزاری و شبیه سازی گسترده اثبات می شود.
کلمات کليدي:  جهت یابی هدایت شده به سمت هدف، گرادیان شبه توپولوژیکی، شدت سیگنال دریافتی بیسیم (RSS)، تعیین مکان با کمک شبکه حسگر بیسیم (WSN)

Abstract:  Autonomous mobile robots (AMRs) operating in unknown environments face twin challenges: 1) localization and 2) efficient directed navigation. This paper describes a two-tiered approach to solving these challenges: 1) by developing novel wireless-sensor-network (WSN)-based localization methods and 2) by using WSN–AMR interaction for navigation. The goal is to have an AMR travel from any point within a WSN-covered region to an identified target location without the aid of global sensing and position information. In this research, the target is reached as follows: 1) by producing a magnitude distribution within the WSN region that has a target-directed pseudogradient (PG) and 2) by having the WSN efficiently navigate the AMRs using the PG. This approach utilizes only the topology of the network and the received signal strength (RSS) among the sensor nodes to create the PG. This research shows that, even in the absence of global positioning information, AMRs can successfully navigate toward a target location using only the RSS in their local neighborhood to compute an optimal path. The utility of the proposed scheme is proved through extensive simulation and hardware experiments.
Keywords:  Goal-directed navigation, pseudo topological gradient, wireless received signal strength (RSS), wireless-sensor network (WSN)-assisted target localization