[发明专利]基于UWB技术的智能机器人自主导航系统

说明书

技术领域

本发明属于定位导航技术领域，具体涉及到一种基于UWB技术的智能机器人自主导航系统。

背景技术

目前智能移动机器人全自主无线定位导航技术基本属于行业空白，但是各行业对全自主无线定位导航技术的需求又非常大。现在的人工智能正发展的如火如荼，智能移动机器人的全自主高精度定位系统就首当其冲的被推上了这个风口，有了全自主高精度定位系统，才得以在此基础上开发应用于智能移动机器人导航行走产品，目前智能移动机器人全自主精准定位导航的技术手段都各有利弊，其基本采用场强信号和信号质量技术来定位的RFID、WiFi、Zigbee、GPS等传统单一定位技术。全球定位系统GPS是目前应用最成功的定位技术，但是对于室内近距离定位，其精度远远达不到要求；基于ZigBee的定位技术主要是采用接收信号强度指示来实现，由于单纯的使用RSSI的ZigBee定位系统精度有限，定位精度不高，一般在3～5m；基于RFID的定位技术是通过射频识别标签(Tags)或者无线收发器来存储和非接触地发送数据来进行自动身份辨认的技术，在定位算法中存在不容易确定的参数；WiFi定位技术只能覆盖半径90m以内的地理区域，且很容易受到其他信号干扰，从而影响定位精度，并不十分可靠，而且定位器的能耗较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的定位精度不高、可靠性较低的不足，提供了一种基于UWB技术的智能机器人自主导航系统。

本发明是这样实现的：基于UWB技术的智能机器人自主导航系统，包括智能机器人、设于智能机器人上的UWB定位标签、多个覆盖预设区域的UWB基站，其中，所述UWB定位标签与所述机器人电连接，所述UWB定位标签包括用于发射脉冲无线电的第一信号发送模块以及用于接收所述UWB基站发送的反馈信号的第一信号接收模块，所述UWB基站包括用于接收所述脉冲无线电的第二信号接收模块、用于根据所述脉冲无线电分析计算所述UWB标签到所述UWB基站的距离的MCU控制器、用于发送反馈信号的第二信号发送模块以及用于与外部通讯连接的无线通讯模块。

作为本发明的一个优选方案，还包括手持式定位标签以及与所述手持式定位标签连接的地图采集器，所述手持式定位标签用于扫描采集所述预设区域的地图信息，所述地图采集器储存所述手持式定位标签扫描采集的地图信息并生成所述预设区域的地图数据，所述地图采集器与所述智能机器人通讯连接以用于将所述预设区域的地图数据传输给智能机器人。

作为本发明的一个优选方案，所述地图采集器与所述智能机器人通过zigbee模块无线通讯连接。

作为本发明的一个优选方案，所述智能机器人与所述UWB定位标签串口连接。

作为本发明的一个优选方案，所述智能机器人包括传感器检测模块、运动控制模块、电源模块以及电机驱动模块。

作为本发明的一个优选方案，所述传感器检测模块包括测距传感器、防踏空传感器、防碰撞传感器、防跌落传感器以及9轴传感器。

作为本发明的一个优选方案，所述UWB基站的数量至少为3个。

作为本发明的一个优选方案，任意三个UWB基站之间构成的三角形的最小夹角大于等于15°。

本发明提供的一种基于UWB技术的智能机器人自主导航系统，相对于现有技术，其利用UWB定位导航技术，即将UWB定位标签设于智能机器人上，且在预设区域设有UWB基站，智能机器人上加载有预设区域的地图数据，进而可保证智能机器人在预设区域中移动时会根据UWB定位基站计算自己的当前位置，从而不断校正，实时的调整位置以完成整个全自主导航过程，可保持高精度定位导航，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是本发明实施例提供的基于UWB技术的智能机器人自主导航系统的模块示意图；

图2是本发明实施例提供的基于UWB技术的智能机器人自主导航系统的模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。