[發(fā)明專利]基于電磁導(dǎo)航的多節(jié)點導(dǎo)航系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610317339.3
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105739508B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何勝陽;潘光華
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳昕

1.一種基于電磁導(dǎo)航的多節(jié)點導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括自動導(dǎo)航小車、多個電磁傳感器、多個節(jié)點交換器和控制器；

多個節(jié)點交換器分別設(shè)置在導(dǎo)航坐標系中的各坐標位置上，任意相鄰兩個節(jié)點交換器通過導(dǎo)線連接，導(dǎo)線之間通有交變電流；

多個電磁傳感器安裝在自動導(dǎo)航小車上，用于收集導(dǎo)線周圍由交變電流產(chǎn)生的磁場信息；

控制器，用于規(guī)劃路徑根據(jù)規(guī)劃的路徑，使路徑上相應(yīng)坐標位置的節(jié)點交換器之間的導(dǎo)線交流連通；

自動導(dǎo)航小車，用于根據(jù)電磁傳感器收集的磁場信息，控制運行姿態(tài)，沿著導(dǎo)線運行，完成規(guī)劃路徑；

所述節(jié)點交換器包括多個輸入輸出接口、振蕩電路、微型繼電器組和ZigBee模塊；

所述多個輸入輸出接口中一個作為輸入，用于連通相鄰上一節(jié)點交換器，其余作為輸出，用于連通相鄰下一節(jié)點交換器；

振蕩電路，用于將供電直流轉(zhuǎn)換成交流，通過輸入輸出接口輸出；

微型繼電器組，用于根據(jù)相應(yīng)繼電器的閉合，選擇振蕩電路的輸入輸出接口與相應(yīng)的相鄰節(jié)點交換器輸入輸出接口連通；

ZigBee模塊，用于根據(jù)控制器規(guī)劃的路徑，控制微型繼電器組相應(yīng)繼電器閉合；

所述輸入輸出接口采用三線結(jié)構(gòu)，所述三線分別為直流電正極傳輸線、直流電負極傳輸線和交變電流傳輸線，其中直流電正極傳輸線和直流電負極傳輸線用于為振蕩電路、微型繼電器組和ZigBee模塊提供工作電源，交變電流傳輸線用于連通相鄰節(jié)點交換器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁導(dǎo)航的多節(jié)點導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述振蕩電路包括文氏橋式振蕩電路和放大電路；

文氏橋式振蕩電路將直流供電轉(zhuǎn)換為交流電，所述交流電通過放大電路放大后輸出，放大電路的輸出有兩個接口，一個為交流正極接口和一個為交流負極接口，交流正極接口與相鄰節(jié)點交換器的交流負極接口相連，則交變電流傳輸線通有交變電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁導(dǎo)航的多節(jié)點導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，

所述ZigBee模塊，還用于當相應(yīng)節(jié)點交換器出現(xiàn)故障時，發(fā)出故障信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁導(dǎo)航的多節(jié)點導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)航系統(tǒng)還包括多個RFID標簽；

每個節(jié)點交換器的表面貼有一個RFID標簽，用于記錄相應(yīng)節(jié)點交換器的位置信息；

自動導(dǎo)航小車通過射頻讀取器讀取RFID標簽記錄的位置信息，確定當前位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于電磁導(dǎo)航的多節(jié)點導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，

控制器，還用于控制自動導(dǎo)航小車到達相應(yīng)位置，執(zhí)行設(shè)定動作。

6.權(quán)利要求1所述的基于電磁導(dǎo)航的多節(jié)點導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器，路徑規(guī)劃時采用最短路徑方法進行規(guī)劃，所述最短路徑方法包括如下步驟：

步驟一：確定導(dǎo)航坐標系中的每個節(jié)點交換器的坐標；

步驟二：計算每兩個相鄰節(jié)點交換器的坐標間的距離，作為兩個坐標連線形成的邊長度的權(quán)值；每個坐標與相鄰坐標連線作為一條邊，計算與同一坐標相連的兩條邊的夾角，作為角度權(quán)值；

步驟三：將邊長度的權(quán)值和角度權(quán)值融合為最終參與最優(yōu)路徑計算的權(quán)值；

步驟四：更新節(jié)點信息庫，排除故障節(jié)點交換器的坐標，根據(jù)步驟三融合得到的權(quán)值，使用最短路徑算法得到使自動導(dǎo)航小車運行時間最短的兩個節(jié)點之間的最優(yōu)路徑；

步驟五：根據(jù)得到的最優(yōu)路徑得到需要閉合的節(jié)點交換器的信息，完成路徑規(guī)劃。