[发明专利]用于自动引导车辆的近场低频无线定位方法

摘要

本发明涉及一种用于自动引导车辆的近场低频无线定位方法。本发明方法首先对车载定位模块的控制器初始化、读取标定参数、等待来自电机控制模块的定位启动命令；收到电机控制模块的定位启动命令后引导模块发送初始化命令，使能引导模块初始化；其次车载定位模块中的低频发射基站发射信号，由引导模块接收后返回信号强度值RSSI(dn)，从而得到每个低频发射基站与引导模块之间的距离，选取任意三个距离值，计算引导模块的三维坐标值。然后对所有的引导模块的三维坐标值求平均得到最终的三维坐标值。最后将最终的三维坐标值发送给电机控制模块，以引导车辆跟随引导模块运行。本发明自适应能力强、反应速度快。

主权项

1.用于自动引导车辆的近场低频无线定位方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)对车载定位模块的控制器初始化；初始化对象包括控制器中的单片机时钟频率、输入输出、内部变量、寄存器、非易失性存储器和中断；步骤(2)车载定位模块的控制器从非易失性存储器中读取场地环境对应的标定参数；所述的标定参数包括路径衰减指数λ、标准偏差为σ的正态随机变量ξ_σ、d₀米处引导模块收到的RSSI信号强度值RSSI(d₀)；λ、ξ_σ和RSSI(d₀)采用最小二乘法根据场地环境拟合得到；步骤(3)车载定位模块等待来自电机控制模块的定位启动命令；如果收到电机控制模块的定位启动命令，则执行步骤(4)，如果未收到电机控制模块的定位启动命令，则重复本步骤；步骤(4)车载定位模块通过自带的高频通信模块，在433.05MHz～434.79MHz频段内向引导模块发送初始化命令，使能引导模块初始化；引导模块初始化其内部的控制器中的单片机时钟频率、输入输出、内部变量、寄存器和中断，使能引导模块上的三维低频接收器；步骤(5)车载定位模块关闭所有N个低频发射基站的低频发射功能，使能第n个低频发射基站的低频发射功能，发射频率恒定为f_c，发射RSSI信号强度值恒定为RSSI(C)，同时车载定位模块通过自带的高频通信模块，在433.05MHz～434.79MHz频段内向引导模块发送接收命令，其中n为自然数，且n≤N；引导模块接收来自第n个低频发射基站的低频无线电信号，得到接收RSSI信号强度值RSSI(d_n)；引导模块自带的高频通信模块在433.05MHz～434.79MHz频段内向车载定位模块发回RSSI(d_n)，车载定位模块记录该值并保存于内存中；车载定位模块计算引导模块距第n个低频发射基站的距离d_n，步骤(6)延时设定的时间t，重复执行步骤(5)直到得到N个低频发射基站中每个低频发射基站对应的距离d₁、d₂、d₃...d_N-1、d_N；以任意一个低频发射基站为原点，建立空间三维坐标系，则d₁、d₂、d₃...d_N-1、d_N分别对应N个低频发射基站三维坐标(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、(x₃，y₃，z₃)…(x_N，y_N，z_N)；步骤(7)在d₁、d₂、d₃...d_N-1、d_N中任选3个距离值，分别标记为d_m1、d_m2、d_m3，其对应的三个低频发射基站三维坐标记为(x_m1，y_m1，z_m1)、(x_m2，y_m2，z_m2)、(x_m3，y_m3，z_m3)；解方程组得到一个定位出的引导模块的三维坐标值(x_m，y_m，z_m)；步骤(8)重复执行步骤(7)次，得到个引导模块的三维坐标值步骤(9)根据步骤(8)得到的个引导模块的三维坐标值，计算引导模块的最终三维坐标值(x_r，y_r，z_r)；其中xr=x1+x2+x3+...+xCN3CN3,]]>yr=y1+y2+y3+...+yCN3CN3,]]>zr=z1+z2+z3+...+zCN3CN3]]>步骤(10)车载定位模块向电机控制模块发送最终三维坐标值(x_r，y_r，z_r)；步骤(11)重复步骤(5)至步骤(10)，实时计算出引导模块的三维坐标，以使自动引导车辆跟随引导模块运行，直至车载定位模块的电源被关闭为止。