[发明专利]一种基于UWB定位的多跟随车控制系统

说明书

本发明公开了一种基于UWB定位的多跟随车控制系统。本系统采用一种超宽带载波通信技术(UWB)，利用无线定位对多自动跟随车与跟随目标精准定位，采用无线收发器实现多跟随车与跟踪标签的位置信息交互。然后，跟随车获取其余车辆与跟踪目标之间的相对位置，规划出跟踪路径，通过控制算法使该跟随车汇入跟随队列。通过判断其余车辆与跟踪标签的动态信息，从而实现多车协同跟随的功能。基于UWB定位的多跟随车控制系统，应用范围广泛，拥有较高的场景适应性能，为跟随车领域提供了一种新的工作方案。

技术领域

本说明书涉及UWB定位跟随车领域。特别是涉及一种多车协同的UWB定位跟随领域。

背景技术

随着人工智能的飞速发展，人们对于生活水平质量逐步提升。在某些场所中，人工智能往往能比人类做的更好，他们是人们生活中必不可少的一部分，可以很大程度上解放了生产力。在我们生活中，由于物品的不兼容性，往往需要多个载物容器分别存放，单一的跟随车并不能满足我们的日常需求，比如化学工场、超市、工厂、饭店、医院等场所，由于物品间相互影响需要单独放置，需要多个载体。一些大型超市总会面临购物车不规范放置所造成的困扰，需要花费人力财力去解决购物车的规范问题。因此，如果能够将多辆载物小车实现智能化协同跟随，对于社会来说，将带来巨大的价值。

近些年来，无线定位技术飞速发展，例如WiFi，WiMax，Zigbee， UWB都迎来了飞速发展。UWB技术在办公室，家庭场所，工场领域得到了广泛的应用。UWB可以算做一种新的定位技术，2002年2月 14日，美国联邦通信委员会通过了将UWB技术应用于民用。超宽带(UWB,Ultra Wide Band)技术是一种短距离的无线通信技术，它通过直接调制，使信号具有GHz量级的宽带。此技术有着抗干扰能力强,数据稳定等优点，成为未来无线定位技术中备受关注的焦点。UWB 测距精度误差仅为10cm左右，完全满足跟随车的需要。因此对于实现基于UWB技术的多跟随车协同跟随有着很大的现实意义。

目的

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于UWB定位技术的多跟随车协同跟随的方案，为跟随车领域提供了一种新的工作方式。

发明内容

本发明的目的在于多跟随车协同跟随，实现步骤如下：

S1：获取多跟随车与跟踪标签的位置信息；

S2：将跟踪标签的位置信息发送给多跟随车，将任意跟随车位置信息与车辆标识信息发送至其余所有跟随车；

S3：根据跟随车与跟踪标签，跟随车与其余跟随车的信息，，通过协同算法，规划出此跟随车跟随前方跟随车的期望跟踪路径；

S4：根据所述期望路径，使用控制单元，实现跟随车稳定跟随的控制功能；

S5：通过位置信息，计算出跟随车与跟踪标签，跟随车与前方跟随车的距离，判断此距离是否满足期望距离，从而控制跟随车的速度。

优先地，获取跟随车与跟踪标签的位置信息采用UWB技术，具体为：通过计算得出出标签到不同基站的距离，计算得出标签的位置信息。在此技术中所述跟随车考虑为平面地图，为了简化采集过程，将三个所述基站单元坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)，通过获取标签到三个基站的距离，本发明采用TDOA的定位方法的Fang氏算法获取标签的位置信息。控制单元将获取的坐标信息进行处理计算，便可作为跟随车与跟踪标签的跟随目标的位置信息，具体为：通过坐标距离算法获得等式，将其化简为线性方程。

优先地，获取到所述标签单元到基站A,B,C距离分别为d_i(i＝ 1,2,3)。获取坐标距离计算等式：

d_i²＝(d_i,1+d₁)²