[发明专利]用于自行走农机的认知无线精准定位系统及其控制方法

权利要求书

1.用于自行走农机的认知无线精准定位系统，包括自行走农机(1)，其特征是在自行走农机(1)上设置有具有无线通讯单元的嵌入式服务器，即机器人无线定位节点(N)；在自行走农机(1)的周围设置有具有收信(Rx)和发射(Tx)功能的第一无线定位节点(N1)、第二无线定位节点(N2)和第三无线定位节点(N3)；所述无线定位节点都具有嵌入式微处理机进行无线通讯运行控制。

2.根据权利要求1所述的用于自行走农机的认知无线精准定位系统，其特征是所述第一无线定位节点(N1)、第二无线定位节点(N2)和第三无线定位节点(N3)均设置于2米高的发射和接收杆上。

3.根据权利要求1所述的用于自行走农机的认知无线精准定位系统，其特征是所述机器人无线定位节点(N)由具有64比特的RISC微处理器(2)和无线通讯模块(10)组成，所述RISC微处理器(2)和无线通讯模块(10)通过SPI接口(3)连接，所述RISC微处理器(2)具有GPU(graphics processing unit)。

4.根据权利要求1所述的用于自行走农机的认知无线精准定位系统，其特征是所述第一无线定位节点(N1)、第二无线定位节点(N2)和第三无线定位节点(N3)均由32比特RISC微处理器(12)和无线通讯模块(20)组成，所述32比特RISC微处理器(12)和无线通讯模块(20)通过SPI接口(13)连接。

5.用于自行走农机的认知无线精准定位系统的控制方法，其特征是包括下列步骤：

(1)布放布放第一无线定位节点(N1)、第二无线定位节点(N2)和第三无线定位节点(N3)；

(2)根据Maxwell equation的电磁方程式，采用数据插值法根据信号衰减强度计算点到点距离；

(3)开启认知无线通讯各个节点间的点呼，在此基础上，按照数学模型和通讯实测数据，进行信号衰减和距离关联的理论计算；

(4)进行定位计算；

(5)回到第二步继续计算或者根据指令完成定位计算。

6.根据权利要求5所述的用于自行走农机的认知无线精准定位系统的控制方法，其特征是所述步骤(1)中布放第一无线定位节点(N1)、第二无线定位节点(N2)和第三无线定位节点(N3)的原则如下：

(1)选择最佳工作场地中的最长边界线L：该边界线L选择原则如下，首先观察场地左手边的所有可能的边界线集合{Lj|j＝1,2,…,K}，从此集合中选出边界线集合中的最长边；

(2)在选择出的最长边界线两端布放第一无线定位节点(N1)节点和第二无线定位节点(N2)，然后以这两个节点为基础形成(x,y)二维坐标系的y‐axis轴；

(3)在步骤(2)选择的基础上，选择第三无线定位节点(N3)，在距离第一无线定位节点(N1)和第二无线定位节点(N2)最远的边界上，定义x‐axis轴为穿过第三无线定位节点(N3)并与y‐axis轴正交的直线；x‐axis轴的定义原则是右手坐标系，从x‐axis到y‐axis的矢量叉积产生的z‐axis坐标是从工作平面指向上方。

7.根据权利要求5所述的用于自行走农机的认知无线精准定位系统的控制方法，其特征是所述步骤(2)中，根据Maxwell equati on的电磁方程式，电磁在大气环境中传播的衰减公式如下

20log(d)+20log(f)‐147.55

根据该公式建立传播信号衰减与距离信号频率对应表，根据此对应表，采用数据插值法根据信号衰减强度计算点到点距离。