[发明专利]基于电磁导航的多节点导航系统

权利要求书

1.一种基于电磁导航的多节点导航系统，其特征在于，所述系统包括自动导航小车、多个电磁传感器、多个节点交换器和控制器；

多个节点交换器分别设置在导航坐标系中的各坐标位置上，任意相邻两个节点交换器通过导线连接，导线之间通有交变电流；

多个电磁传感器安装在自动导航小车上，用于收集导线周围由交变电流产生的磁场信息；

控制器，用于规划路径根据规划的路径，使路径上相应坐标位置的节点交换器之间的导线交流连通；

自动导航小车，用于根据电磁传感器收集的磁场信息，控制运行姿态，沿着导线运行，完成规划路径；

所述节点交换器包括多个输入输出接口、振荡电路、微型继电器组和ZigBee模块；

所述多个输入输出接口中一个作为输入，用于连通相邻上一节点交换器，其余作为输出，用于连通相邻下一节点交换器；

振荡电路，用于将供电直流转换成交流，通过输入输出接口输出；

微型继电器组，用于根据相应继电器的闭合，选择振荡电路的输入输出接口与相应的相邻节点交换器输入输出接口连通；

ZigBee模块，用于根据控制器规划的路径，控制微型继电器组相应继电器闭合；

所述输入输出接口采用三线结构，所述三线分别为直流电正极传输线、直流电负极传输线和交变电流传输线，其中直流电正极传输线和直流电负极传输线用于为振荡电路、微型继电器组和ZigBee模块提供工作电源，交变电流传输线用于连通相邻节点交换器。

2.根据权利要求1所述的基于电磁导航的多节点导航系统，其特征在于，所述振荡电路包括文氏桥式振荡电路和放大电路；

文氏桥式振荡电路将直流供电转换为交流电，所述交流电通过放大电路放大后输出，放大电路的输出有两个接口，一个为交流正极接口和一个为交流负极接口，交流正极接口与相邻节点交换器的交流负极接口相连，则交变电流传输线通有交变电流。

3.根据权利要求1所述的基于电磁导航的多节点导航系统，其特征在于，

所述ZigBee模块，还用于当相应节点交换器出现故障时，发出故障信息。

4.根据权利要求1所述的基于电磁导航的多节点导航系统，其特征在于，所述导航系统还包括多个RFID标签；

每个节点交换器的表面贴有一个RFID标签，用于记录相应节点交换器的位置信息；

自动导航小车通过射频读取器读取RFID标签记录的位置信息，确定当前位置。

5.根据权利要求4所述的基于电磁导航的多节点导航系统，其特征在于，

控制器，还用于控制自动导航小车到达相应位置，执行设定动作。

6.权利要求1所述的基于电磁导航的多节点导航系统，其特征在于，所述控制器，路径规划时采用最短路径方法进行规划，所述最短路径方法包括如下步骤：

步骤一：确定导航坐标系中的每个节点交换器的坐标；

步骤二：计算每两个相邻节点交换器的坐标间的距离，作为两个坐标连线形成的边长度的权值；每个坐标与相邻坐标连线作为一条边，计算与同一坐标相连的两条边的夹角，作为角度权值；

步骤三：将边长度的权值和角度权值融合为最终参与最优路径计算的权值；

步骤四：更新节点信息库，排除故障节点交换器的坐标，根据步骤三融合得到的权值，使用最短路径算法得到使自动导航小车运行时间最短的两个节点之间的最优路径；

步骤五：根据得到的最优路径得到需要闭合的节点交换器的信息，完成路径规划。