本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，尤其涉及一種采用六個(gè)超寬帶模塊實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

超寬帶，是一種新型的無線通信技術(shù)，它通過對(duì)具有很陡上升和下降時(shí)間的沖激脈沖進(jìn)行直接調(diào)制，使信號(hào)具有g(shù)hz量級(jí)的帶寬，解決了困擾傳統(tǒng)無線技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題，具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。在機(jī)器人身上只裝一個(gè)超寬帶模塊測(cè)距時(shí)，當(dāng)有障礙物存在于超寬帶信標(biāo)與超寬帶模塊之間時(shí)，測(cè)量出的距離明顯受到影響，導(dǎo)致定位失準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述缺點(diǎn),本發(fā)明提供了一種采用六個(gè)超寬帶模塊實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位的機(jī)器人。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

采用六個(gè)超寬帶模塊實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位的機(jī)器人，由三個(gè)超寬帶信標(biāo)與其配套，其特征是：所述機(jī)器人身上的一個(gè)水平面上安裝有六個(gè)超寬帶模塊，且六個(gè)超寬帶模塊連接起來正好是個(gè)正六邊形；機(jī)器人中的單片機(jī)通過通訊總線連接這六個(gè)超寬帶模塊，并控制這六個(gè)超寬帶模塊與安裝在室內(nèi)同一高度的三個(gè)超寬帶信標(biāo)分別無線通訊，再從中獲取數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，機(jī)器人分別測(cè)出六個(gè)超寬帶模塊到某個(gè)超寬帶信標(biāo)的距離，然后對(duì)所測(cè)出的距離進(jìn)行綜合處理，減少障礙物對(duì)測(cè)距的影響，得出機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊的中心點(diǎn)與所述超寬帶信標(biāo)之間的精準(zhǔn)距離；同樣測(cè)出機(jī)器人在這六個(gè)超寬帶模塊的中心點(diǎn)與另外兩個(gè)超寬帶信標(biāo)之間的精準(zhǔn)距離，根據(jù)所測(cè)3個(gè)精準(zhǔn)距離值，再加上三個(gè)信標(biāo)的安裝位置，最終計(jì)算出機(jī)器人在某一平面上的位置。

本發(fā)明的有益效果是，減少了障礙物對(duì)測(cè)距的影響，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人室內(nèi)精準(zhǔn)定位。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的原理圖，圖2是三角形圖，圖3是機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊的中心點(diǎn)與三個(gè)超寬帶信標(biāo)之間的測(cè)距原理圖。

圖中，1為超寬帶信標(biāo)，2為超寬帶模塊，3為單片機(jī)，4為通訊總線，5為障礙物，6為機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊的中心點(diǎn)，p1為超寬帶信標(biāo)，p2為超寬帶信標(biāo)，p3為超寬帶信標(biāo)，h為機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊的中心點(diǎn)到超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3組成的平面的垂直距離，m1為機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊的中心點(diǎn)到超寬帶信標(biāo)p1的距離，m2為機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊的中心點(diǎn)到超寬帶信標(biāo)p2的距離，m3為機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊的中心點(diǎn)到超寬帶信標(biāo)p3的距離。

具體實(shí)施方式

圖1中，采用六個(gè)超寬帶模塊實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位的機(jī)器人，由三個(gè)超寬帶信標(biāo)1與其配套，其特征是：所述機(jī)器人身上的一個(gè)水平面上安裝有六個(gè)超寬帶模塊2a1、b1、a2、b2、a3、b3，且這六個(gè)超寬帶模塊2連接起來正好是個(gè)正六邊形；機(jī)器人中的單片機(jī)3通過通訊總線4連接六個(gè)超寬帶模塊2a1、b1、a2、b2、a3、b3，并控制六個(gè)超寬帶模塊2a1、b1、a2、b2、a3、b3，與安裝在室內(nèi)同一高度的三個(gè)超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3分別無線通訊，再從中獲取數(shù)據(jù)。步驟如下：

1）機(jī)器人上的單片機(jī)3通過通訊總線4控制超寬帶模塊2a1、b1、a2、b2、a3、b3先后與某個(gè)超寬帶信標(biāo)1進(jìn)行測(cè)距，測(cè)出距離分別為la1、lb1、la2、lb2、la3、lb3；

2）比較la1、lb1、la2、lb2、la3、lb3的大小，得出最小值lmin；假設(shè)在本次測(cè)距中，最小值為la1=lmin；

3）計(jì)算lan-lmin，lbn-lmin（n=1-3，以下相同），若lan-lmin>2r（r是兩超寬帶模塊2之間的距離），則認(rèn)為超寬帶模塊2an與超寬帶信標(biāo)1之間存在障礙物，超寬帶模塊2an與超寬帶信標(biāo)1測(cè)出的距離lan無效，超寬帶模塊2an及其對(duì)稱的超寬帶模塊2bn所測(cè)出的距離不參加運(yùn)算；若lan-lmin<2r，則認(rèn)為超寬帶模塊2an與超寬帶信標(biāo)1之間不存在障礙物5或者認(rèn)為障礙物5對(duì)測(cè)距影響不大，lan可參與運(yùn)算；同理，可得出超寬帶模塊2bn與超寬帶信標(biāo)1之間是否存在障礙物5以及an、bn是否參與運(yùn)算；其中，2r是兩個(gè)對(duì)稱的超寬帶模塊2之間的安裝距離；當(dāng)有障礙物5時(shí)，測(cè)出的距離會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際距離；無論機(jī)器人與超寬帶信標(biāo)1相對(duì)什么方向，在不存在障礙物5情況下，超寬帶模塊2所測(cè)出的距離差不應(yīng)該超過2r；在本次測(cè)距中，la3-la1>2r,la3認(rèn)為無效，所以la3和lb3不參與運(yùn)算；

4）綜合計(jì)算距離，見圖2，根據(jù)三角形中線定理，得出：

ac*ac+bc*bc=2（ec*ec+ae*ae）

可得機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊平面上的中心點(diǎn)6到所述超寬帶信標(biāo)1的距離為：

由步驟3），若得出三組超寬帶模塊2都有效，則得出距離；若有一組超寬帶模塊2無效，則（n，m為有效距離的超寬帶模塊2組編號(hào)）；若有兩組超寬帶模塊2無效，則；在本次測(cè)距中，l=(l1+l2)/2；

在圖3中，根據(jù)前面機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊平面上的中心點(diǎn)6到超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3的距離分別為m1、m2、m3。

已知的機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊平面上的中心點(diǎn)6到三個(gè)超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3組成的平面的垂直距離為h，已知的超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3點(diǎn)的坐標(biāo)分別為p1(x1，y1，h)，p2(x2，y2，h)，p3(x3，y3，h)，機(jī)器人在六個(gè)超寬帶模塊平面上的中心點(diǎn)6的坐標(biāo)為(x，y，0)，根據(jù)勾股定理可得三個(gè)方程：

由上述三個(gè)方程可求得超寬帶模塊r點(diǎn)的坐標(biāo)值數(shù)據(jù)：

這里

。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。