[发明专利]一种基于UWB的室内移动机器人定位与导航系统

摘要

本发明公开了一种基于UWB的室内移动机器人定位与导航系统，包括设备层、中间层和应用层；所述设备层完成系统硬件平台的搭建，包括基站、标签、移动机器人和Wifi通信模块，其中基站与标签实现定位功能，Wifi模块和基站中的通信基站用于连接设备层和中间层，实现信息的上传和下达；中间层包括数据库、数据分析软件和服务器，完成数据存储转发、分析处理和远程访问控制功能；应用层主要提供友好的远程客户端软件界面，实现移动机器人状态信息在线更新、完成移动机器人路径规划和其他相关报表的生成。本发明通过采用UWB技术实现室内移动机器人的定位与导航，具有抗干扰能力强、功耗小等优点，且对于其他定位技术，使用UWB信号进行室内定位可以获得更高的定位精度和稳定性。

主权项

一种基于UWB的室内移动机器人定位与导航系统，其特征在于：包括设备层、中间层和应用层；所述设备层完成系统硬件平台的搭建，包括基站、标签、移动机器人和Wifi通信模块，其中基站与标签实现定位功能，Wifi模块和基站中的通信基站用于连接设备层和中间层，实现信息的上传和下达；标签与基站之间，按照设定的机制，通过UWB信号的飞行时间，进行测距；在标签获得与4个基站（其中1个为通信基站）之间的有效距离时，选择可信度高的3个距离，利用定位算法求解标签坐标信息；标签在获得坐标信息后，一方面将坐标信息传至与标签一体的移动机器人控制器，用于机器人导航控制；另一方面回送通信基站。通信基站利用Wifi网络将将该坐标信息上传至中间层服务器进行存储，供后续应用软件使用；所述设备层标签安装在移动机器人本体上，并与移动机器人控制器使用串口进行通信，移动机器人通过标签、通信基站、Wifi模块、服务器和因特网实现与客户端软件的信息交互；中间层包括数据库、数据分析软件和服务器，完成数据存储转发、分析处理和远程访问控制功能；应用层主要提供友好的远程客户端软件界面，利用Visual studio平台开发C#软件，进行移动机器人状态信息在线更新、移动机器人路径规划和其他相关报表的生成。