[发明专利]一种基于UWB定位技术的自动跟随产品

说明书

一种基于UWB定位技术的自动跟随产品，包括有跟随产品本体、遥控标签（12），所述跟随产品上至少设有移动基站控制器，车轮、舵机、驱动电机、电池；其特征在于：一种基于UWB定位技术的跟随产品的移动基站控制器，包括A基站、A臂架、顶壳、皮带、传动轮、基站转向电机Y；还包括Y同步轴、B臂架、B基站、固定盘架、中壳体；还包括Z传动轴、齿轮、基站转向电机Z、同步轴皮带轮、同步轴支架；本发明的有益效果是：跟随产品与人直接通信、测距、定位、控制与跟踪，无需基站与外网，因此方便简洁，成本低，定位准确，避障灵敏，跟踪稳定；给人们的工作与生活带来便捷。

技术领域

本发明涉及一种定位技术及产品，具体涉及一种基于UWB定位技术的自动跟随产品。

背景技术

UWB是Ultra-Wideband超宽带的简称，是一种无线载波通信技术，其利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，工作频段在3.25GHZ~6.75GHZ，频宽典型值为500MHZ或者1GHZ，能够获取纳秒级的精确传输时间；能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率，其超短脉冲定位器可以给出相对位置，定位精度可达厘米级。

UWB超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度；随着UWB定位技术的成熟，在各行各业中得到广泛应用，特别是跟随产品的应用更加适合。

但是UWB定位技术的应用，至少需要三个以上基站，使得建设成本高，并且环境位置受到限制。

因此人们迫切希望一种能够两点建站，并且能够双向移动的定位技术应用到移动跟随产品中，满足人们工作与生活的需求。

发明内容

本发明提供一种基于UWB定位技术的自动跟随产品，能够解决背景技术中提及的问题，达到两个点精准定位与跟随的目的。

本发明解决其技术问题的技术方案是：设计一种独特的移动基站控制器装置在移动跟随产品上，并且配套一个遥控标签，只需将遥控标签与移动基站控制器对码后，即可实现移动跟随产品跟踪遥控标签行走的目的；所述移动基站控制器设有A基站、B基站与方向调整装置，所述A基站与B基站设置在方向调整装置的左右臂架两端，使A基站与B基站相互之间的距离固定在20-50cm，所述两个基站能多面同步转动调整方向，所述A基站为主基站，B基站为附基站；所述A基站设有与遥控标签通信计算的载波测距定位系统A，所述B基站设有与遥控标签通信计算的载波测距定位系统B，所述载波测距定位系统A能调整A基站、B基站与遥控标签方向的三点方位对称，为了解决跟随产品在跟踪行走时遇到障碍物的问题，还在A基站设有红外线障碍探测器A；在B基站设有红外线障碍探测器B。

本发明通过移动基站控制器的A基站、B基站与遥控标签进行通讯，记录三点的通讯时间，计算三点的距离，运算遥控标签相对于A基站、B基站的位置；控制移动跟随产品始终跟随遥控标签位置行走。

所述A基站、B基站的载波测距定位系统A、载波测距定位系统B、遥控标签分别为DW1000芯片以及天线；通过TOF双向测距获得遥控标签相对于基站的距离信息，如图27所示，遥控标签发送poll信息至基站，记录当前时刻为遥控标签发送poll信息时间戳，基站接受到遥控标签发来的poll信息，记录当前时刻为基站接受poll信息时间戳，一定时间的延迟后发送应答信息返回给遥控标签，遥控标签接受到应答信息时记录当前时刻为基站应答poll信息时间戳，遥控标签经过一定延迟后发送final信息至基站，基站在接受到final信息时，记录当前时刻为基站接受final信息时间戳。图27中Ta1，Ta2，Tb1和Tb2这些时间段无需同步遥控标签与基站的时间就可计算得出：

Ta1=2*t+Tb1；

Tb2=2*t+Ta2。

计算可得：

Ta1*Tb2=4*t^2+2*t*(Ta2+Tb1)+Ta2Tb1；