[实用新型]一种基于UWB的AGV定位导航装置

说明书

本发明涉及一种基于UWB的AGV定位导航装置，包括车辆管理系统、HMI人机交互界面、电子控制单元（ECU）、若干UWB基站、两个UWB定位标签、车体安全防护、整车控制器（VCU）、电池模块、执行机构。两个UWB定位标签、车辆控制器安装设置在AGV车体上，两个UWB定位标签在AGV车体上前后对称位置，UWB定位基站要固定在需要定位的应用场景中。电子控制单元（ECU）与UWB定位标签、车体安全防护、驱动控制器和HMI人机交互界面相连并进行通信，HMI人机交互界面与车辆管理系统通过无线网络通信进行信息发送。基于UWB的AGV定位导航系统定位精度高，工作可靠稳定，有极强的抗干扰能力，适合在室内复杂的环境下进行定位。

技术领域

本发明涉及自动导引车(AGV)导航定位技术领域,具体是一种基于超宽带 (UWB)导航技术的AGV定位系统及定位方法。

背景技术

自主导航是移动机器人执行各项任务的基础和前提。目前，人类可依赖全球卫星导航系统(GNSS)达到亚米级的室外定位精度；但是由于卫星信号无法穿透建筑物，室内定位无法利用GNSS实现。在GNSS无法提供室内定位服务的情况下，准确的室内位置信息已成为开展室内定位导航的瓶颈。工业界和学术界均在探求高精度、高可靠性的室内定位技术，以期在复杂的室内环境中获取准确的位置信息。室内定位的需求已经体现在人们生活的方方面面，如何实现高精度﹑低成本﹑普适的室内定位是AGV领域正在解决的问题。UWB定位技术通过发射纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲实现定位，能实现高精度室内定位。UWB系统可以在信噪比比较低的情况下工作，并且UWB系统发射的功率谱密度也非常低，几乎被湮没在各种电磁干扰和噪声中,故具有功耗低﹑系统复杂度低﹑隐秘性好﹑截获率低、保密性好等优点。同时,UWB系统传输速率极高，抗多径效应能力强,具有很强的穿透力,在众多无线定位技术中脱颖而出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于UWB的AGV定位导航装置。

本发明基于UWB的AGV定位导航装置实现的技术方案是：

一种基于UWB的AGV定位导航装置包括车辆管理系统、HMI人机交互界面、电子控制单元(ECU)、若干UWB基站、两个UWB定位标签、车体安全防护、整车控制器(VCU)、电池模块、执行机构。两个UWB定位标签、车辆控制器安装设置在AGV车体上，两个UWB定位标签在AGV车体上前后对称位置，UWB 定位基站要固定在需要定位的应用场景中。电子控制单元(ECU)与UWB定位标签、车体安全防护、驱动控制器和HMI人机交互界面相连并进行通信，HMI 人机交互界面与车辆管理系统通过无线网络通信进行信息发送。

所述电子控制单元(ECU)包括内核主控芯片、电源模块、CAN通信模块、 RS232模块、RS485模块、数模/模数转换模块。ECU通过CAN通信模块与整车控制器(VCU)进行通信，ECU通过RS232模块与两个UWB定位标签进行通信， ECU通过RS485模块与HMI人机交互界面进行通信。

所述内核控制芯片为STM32F407VET6。

所述两个UWB定位标签其主控芯片为DW1000，带有UART接口传输数据，能够输出两个标签与各个基站的距离，经过滤波处理将数据传输给ECU。

所述UWB基站其主控芯片为DW1000，采用基于飞行时间(TOF)的测距方法，根据应用场景安装若干基站，其中一个基站作为坐标原点，其余基站所在位置均有其相应的坐标值。

所述HMI人机交互界面，通过串口与车体ECU进行通讯，通过无线网络与车辆管理系统通信，接收解析车辆管理系统的相应指令，发送车辆控制指令给车体ECU，在界面上显示相关的车辆状态信息，以及可供使用者操作的界面。

所述车体安全防护装置包括AGV前后安装的防撞条，以及安全激光，安全激光可以在AGV四周出现障碍物时及时报警，使ECU做出相应的指令控制AGV 下一步动作。