本發(fā)明涉及一種機器人，尤其涉及一種采用六個超寬帶模塊實現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位的機器人。

背景技術(shù)：

超寬帶，是一種新型的無線通信技術(shù)，它通過對具有很陡上升和下降時間的沖激脈沖進行直接調(diào)制，使信號具有g(shù)hz量級的帶寬，解決了困擾傳統(tǒng)無線技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題，具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點。在機器人身上只裝一個超寬帶模塊測距時，當(dāng)有障礙物存在于超寬帶信標(biāo)與超寬帶模塊之間時，測量出的距離明顯受到影響，導(dǎo)致定位失準(zhǔn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述缺點,本發(fā)明提供了一種采用六個超寬帶模塊實現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位的機器人。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

采用六個超寬帶模塊實現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位的機器人，由三個超寬帶信標(biāo)與其配套，其特征是：所述機器人身上的一個水平面上安裝有六個超寬帶模塊，且六個超寬帶模塊連接起來正好是個正六邊形；機器人中的單片機通過通訊總線連接這六個超寬帶模塊，并控制這六個超寬帶模塊與安裝在室內(nèi)同一高度的三個超寬帶信標(biāo)分別無線通訊，再從中獲取數(shù)據(jù)。

進一步地，機器人分別測出六個超寬帶模塊到某個超寬帶信標(biāo)的距離，然后對所測出的距離進行綜合處理，減少障礙物對測距的影響，得出機器人在六個超寬帶模塊的中心點與所述超寬帶信標(biāo)之間的精準(zhǔn)距離；同樣測出機器人在這六個超寬帶模塊的中心點與另外兩個超寬帶信標(biāo)之間的精準(zhǔn)距離，根據(jù)所測3個精準(zhǔn)距離值，再加上三個信標(biāo)的安裝位置，最終計算出機器人在某一平面上的位置。

本發(fā)明的有益效果是，減少了障礙物對測距的影響，實現(xiàn)機器人室內(nèi)精準(zhǔn)定位。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的原理圖，圖2是三角形圖，圖3是機器人在六個超寬帶模塊的中心點與三個超寬帶信標(biāo)之間的測距原理圖。

圖中，1為超寬帶信標(biāo)，2為超寬帶模塊，3為單片機，4為通訊總線，5為障礙物，6為機器人在六個超寬帶模塊的中心點，p1為超寬帶信標(biāo)，p2為超寬帶信標(biāo)，p3為超寬帶信標(biāo)，h為機器人在六個超寬帶模塊的中心點到超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3組成的平面的垂直距離，m1為機器人在六個超寬帶模塊的中心點到超寬帶信標(biāo)p1的距離，m2為機器人在六個超寬帶模塊的中心點到超寬帶信標(biāo)p2的距離，m3為機器人在六個超寬帶模塊的中心點到超寬帶信標(biāo)p3的距離。

具體實施方式

圖1中，采用六個超寬帶模塊實現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位的機器人，由三個超寬帶信標(biāo)1與其配套，其特征是：所述機器人身上的一個水平面上安裝有六個超寬帶模塊2a1、b1、a2、b2、a3、b3，且這六個超寬帶模塊2連接起來正好是個正六邊形；機器人中的單片機3通過通訊總線4連接六個超寬帶模塊2a1、b1、a2、b2、a3、b3，并控制六個超寬帶模塊2a1、b1、a2、b2、a3、b3，與安裝在室內(nèi)同一高度的三個超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3分別無線通訊，再從中獲取數(shù)據(jù)。步驟如下：

1）機器人上的單片機3通過通訊總線4控制超寬帶模塊2a1、b1、a2、b2、a3、b3先后與某個超寬帶信標(biāo)1進行測距，測出距離分別為la1、lb1、la2、lb2、la3、lb3；

2）比較la1、lb1、la2、lb2、la3、lb3的大小，得出最小值lmin；假設(shè)在本次測距中，最小值為la1=lmin；

3）計算lan-lmin，lbn-lmin（n=1-3，以下相同），若lan-lmin>2r（r是兩超寬帶模塊2之間的距離），則認(rèn)為超寬帶模塊2an與超寬帶信標(biāo)1之間存在障礙物，超寬帶模塊2an與超寬帶信標(biāo)1測出的距離lan無效，超寬帶模塊2an及其對稱的超寬帶模塊2bn所測出的距離不參加運算；若lan-lmin<2r，則認(rèn)為超寬帶模塊2an與超寬帶信標(biāo)1之間不存在障礙物5或者認(rèn)為障礙物5對測距影響不大，lan可參與運算；同理，可得出超寬帶模塊2bn與超寬帶信標(biāo)1之間是否存在障礙物5以及an、bn是否參與運算；其中，2r是兩個對稱的超寬帶模塊2之間的安裝距離；當(dāng)有障礙物5時，測出的距離會遠遠大于實際距離；無論機器人與超寬帶信標(biāo)1相對什么方向，在不存在障礙物5情況下，超寬帶模塊2所測出的距離差不應(yīng)該超過2r；在本次測距中，la3-la1>2r,la3認(rèn)為無效，所以la3和lb3不參與運算；

4）綜合計算距離，見圖2，根據(jù)三角形中線定理，得出：

ac*ac+bc*bc=2（ec*ec+ae*ae）

可得機器人在六個超寬帶模塊平面上的中心點6到所述超寬帶信標(biāo)1的距離為：

由步驟3），若得出三組超寬帶模塊2都有效，則得出距離；若有一組超寬帶模塊2無效，則（n，m為有效距離的超寬帶模塊2組編號）；若有兩組超寬帶模塊2無效，則；在本次測距中，l=(l1+l2)/2；

在圖3中，根據(jù)前面機器人在六個超寬帶模塊平面上的中心點6到超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3的距離分別為m1、m2、m3。

已知的機器人在六個超寬帶模塊平面上的中心點6到三個超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3組成的平面的垂直距離為h，已知的超寬帶信標(biāo)p1、p2、p3點的坐標(biāo)分別為p1(x1，y1，h)，p2(x2，y2，h)，p3(x3，y3，h)，機器人在六個超寬帶模塊平面上的中心點6的坐標(biāo)為(x，y，0)，根據(jù)勾股定理可得三個方程：

由上述三個方程可求得超寬帶模塊r點的坐標(biāo)值數(shù)據(jù)：

這里

。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。