本發(fā)明屬于智能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超寬帶的巡檢機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，市面上存在的巡檢機(jī)器人，使用磁導(dǎo)航或者激光導(dǎo)航，磁導(dǎo)航需要預(yù)先在施工時(shí)進(jìn)行磁軌道建設(shè)，工程量大，后期的維護(hù)難度也比較高；磁導(dǎo)航預(yù)先在需要行進(jìn)的路上鋪設(shè)磁條，行徑路徑很固定，想要更改路徑確是很麻煩的一件事，應(yīng)用范圍受到了很大的限制。每個(gè)巡檢機(jī)器人只能固定在相應(yīng)的磁軌道上運(yùn)作，當(dāng)需要多臺機(jī)器人作業(yè)時(shí)，需要增加磁軌道的數(shù)量，給工程建設(shè)造成了很大的困擾，很明顯，磁導(dǎo)航的智能化程度不是特別的好，不能滿足現(xiàn)在用戶的柔性商業(yè)化需求。

基于激光導(dǎo)航的巡檢機(jī)器人，雖然避免了磁導(dǎo)航需要在地面鋪設(shè)磁條等工程建設(shè)的問題，但是激光雷達(dá)價(jià)格昂貴，技術(shù)難度高，需要復(fù)雜的算法；由于激光雷達(dá)采集的數(shù)據(jù)多，實(shí)時(shí)性要求高，激光導(dǎo)航所需要的機(jī)器人搭載的硬件資源要求性能要高，才能實(shí)時(shí)的滿足機(jī)器人的運(yùn)功導(dǎo)航需求。很顯然，激光導(dǎo)航的巡檢機(jī)器人在低成本的應(yīng)用上受到限制。同時(shí)，激光存在折射、全反射等光學(xué)特性，在某些特定環(huán)境下，激光導(dǎo)航會(huì)失效，造成巡檢機(jī)器人的功能性失效，很顯然，激光導(dǎo)航的應(yīng)用受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中巡檢機(jī)器人磁導(dǎo)航與激光導(dǎo)航的不足，本發(fā)明提出了一種基于超寬帶的巡檢機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于超寬帶的巡檢機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，包括巡檢機(jī)器人及設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人所在巡檢空間內(nèi)的若干個(gè)信號發(fā)射器基站，所述信號發(fā)射器基站用于發(fā)射UWB信號；所述巡檢機(jī)器人上設(shè)置有微處理器和若干個(gè)超寬帶接收器標(biāo)簽，所述微處理器分別與若干個(gè)超寬帶接收器標(biāo)簽連接，所述超寬帶接收器標(biāo)簽用于接收所述信號發(fā)射器基站發(fā)射UWB信號。

進(jìn)一步地，所述信號發(fā)射器基站的數(shù)量至少為3個(gè)。

進(jìn)一步地，所述超寬帶接收器標(biāo)簽的數(shù)量至少為2個(gè)。

進(jìn)一步地，所述超寬帶接收器標(biāo)簽沿所述巡檢機(jī)器人的X方向安裝。

進(jìn)一步地，所述超寬帶接收器標(biāo)簽沿所述巡檢機(jī)器人的Y方向安裝。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過在巡檢空間內(nèi)設(shè)置信號發(fā)射器基站發(fā)射UWB信號，再通過在巡檢機(jī)器人上設(shè)置超寬帶接收器標(biāo)簽接收信號發(fā)射器基站發(fā)射的UWB信號，可以實(shí)時(shí)獲取巡檢機(jī)器人的當(dāng)前坐標(biāo)位置，并計(jì)算巡檢機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)方向，從而更準(zhǔn)確的為巡檢機(jī)器人提供運(yùn)動(dòng)矢量導(dǎo)航信息，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于超寬帶的巡檢機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，為本發(fā)明的基于超寬帶的巡檢機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。一種基于超寬帶的巡檢機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，包括巡檢機(jī)器人S7及設(shè)置在所述巡檢機(jī)器人S7所在巡檢空間內(nèi)的若干個(gè)信號發(fā)射器基站，所述信號發(fā)射器基站用于發(fā)射UWB信號；所述巡檢機(jī)器人S7上設(shè)置有微處理器S6和若干個(gè)超寬帶接收器標(biāo)簽，所述微處理器S6分別與若干個(gè)超寬帶接收器標(biāo)簽連接，所述超寬帶接收器標(biāo)簽用于接收所述信號發(fā)射器基站發(fā)射UWB信號。

為了保證信號傳輸?shù)挠行?，?shí)時(shí)獲取巡檢機(jī)器人S7的當(dāng)前坐標(biāo)位置，本發(fā)明的巡檢機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)中信號發(fā)射器基站的數(shù)量至少為3個(gè)，超寬帶接收器標(biāo)簽的數(shù)量至少為2個(gè)。這里設(shè)置超寬帶接收器標(biāo)簽的數(shù)量為2個(gè)，分別記為S1、S2；設(shè)置信號發(fā)射器基站的數(shù)量為3個(gè)，分別記為S3、S4、S5。信號發(fā)射器基站S3、S4、S5分別向超寬帶接收器標(biāo)簽S1、S2發(fā)射UWB信號，超寬帶接收器標(biāo)簽S1、S2分別接收信號發(fā)射器基站S3、S4、S5發(fā)射的UWB信號。本發(fā)明通過預(yù)先構(gòu)建巡檢空間的地圖，基于測距(TOF)原理，利用超寬帶接收器標(biāo)簽與信號發(fā)射器基站的距離，計(jì)算超寬帶接收器標(biāo)簽在巡檢空間的地圖中的坐標(biāo)。這里的測距(TOF)原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常用技術(shù)手段，本發(fā)明不做贅述。

為了確認(rèn)巡檢機(jī)器人S7在巡檢過程中的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)方向，本發(fā)明將超寬帶接收器標(biāo)簽S1、S2沿巡檢機(jī)器人S7的X方向或Y方向安裝在巡檢機(jī)器人S7上，同時(shí)將信號發(fā)射器基站S3、S4、S5分別安裝在巡檢空間內(nèi)的不同方位。本發(fā)明根據(jù)超寬帶接收器標(biāo)簽在巡檢空間的地圖中的坐標(biāo)可以在地圖中繪制出一條直線，從而可以計(jì)算得到巡檢機(jī)器人S7在巡檢過程中的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)方向，有效的避免了單一超寬帶接收器標(biāo)簽只輸出巡檢機(jī)器人S7坐標(biāo)的不足，從而更準(zhǔn)確的為巡檢機(jī)器人S7提供運(yùn)動(dòng)矢量信息。

本發(fā)明的微處理器S6通過信號線分別與超寬帶接收器標(biāo)簽S1、S2連接；微處理器S6通過從超寬帶接收器標(biāo)簽S1、S2分別獲取超寬帶接收器標(biāo)簽S1、S2在巡檢空間的地圖中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，從而計(jì)算巡檢機(jī)器人S7在巡檢空間的地圖中的坐標(biāo)以及巡檢機(jī)器人S7在巡檢過程中的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)方向，實(shí)時(shí)獲取巡檢機(jī)器人S7當(dāng)前的完整狀態(tài)數(shù)據(jù)。巡檢機(jī)器人S7根據(jù)當(dāng)前的完整狀態(tài)數(shù)據(jù)在導(dǎo)航過程中不斷修正其在地圖中的坐標(biāo)以及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)方向，從而完成導(dǎo)航。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。