[發(fā)明專利]基于UWB定位廣播式多移動機(jī)器人動態(tài)虛擬交互方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010869857.2
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112087718B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡江平;沈昭宇;李詠章;苑港碩;穆尚群
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W4/06;H04W4/33;H04W64/00;G01S5/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于UWB定位廣播式多移動機(jī)器人動態(tài)虛擬交互方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、UWB模塊采集各基站之間的距離信息及各移動機(jī)器人機(jī)載標(biāo)簽與各基站的距離信息，并通過主基站發(fā)送至上位機(jī)，建立UWB定位坐標(biāo)系；

(2)、移動機(jī)器人建立動態(tài)虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)成規(guī)則；

其中，(x_i,y_i)、(x_j,y_j)表示第i個和第j個移動機(jī)器人在UWB定位坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)信息，i≠j，i,j∈[1,n]，σ₁、σ₂為距離閾值下限和上限；

(3)、上位機(jī)綁定并廣播身份信息與位置坐標(biāo)信息集合；

(3.1)、在UWB定位坐標(biāo)系下，上位機(jī)通過三點(diǎn)定位法解算各移動機(jī)器人機(jī)載標(biāo)簽與各基站的距離信息，得到移動機(jī)器人位置坐標(biāo)信息集合{S₁,S₂,…,S_i,…,S_n}^T；

(3.2)、在上位機(jī)建立移動機(jī)器人的身份信息集合{Q₁,Q₂,…,Q_i,…,Q_n}，Q_i表示第i個移動機(jī)器人的身份信息，n表示移動機(jī)器人總個數(shù)；

(3.3)、將移動機(jī)器人的身份信息集合與位置坐標(biāo)信息集合綁定為身份-位置信息集合A＝{Q₁S₁,Q₂S₂,…,Q_iS_i,…,Q_nS_n}^T，并廣播至各移動機(jī)器人；

(4)、通過身份-坐標(biāo)集合構(gòu)建動態(tài)虛擬網(wǎng)絡(luò)；

(4.1)、移動機(jī)器人讀取身份-位置信息集合，獲得各個移動機(jī)器人的位置坐標(biāo)；

(4.2)、用戶建立移動機(jī)器人運(yùn)動控制方程F；

(4.3)、設(shè)第i個和第j個移動機(jī)器人的當(dāng)前位置坐標(biāo)信息為{S_i,S_j}，其中，S_i＝(x_i,y_i)，S_j＝(x_j,y_j)；

(4.4)、計(jì)算移動機(jī)器人i與移動機(jī)器人j之間距離distance(S_i,S_j)；根據(jù)步驟(2)所述的規(guī)則，若distance(S_i,S_j)＜σ₁，那么移動機(jī)器人i受移動機(jī)器人j影響權(quán)重為1；若distance(S_i,S_j)＞σ₂，那么移動機(jī)器人i受移動機(jī)器人j影響權(quán)重為0；若σ₁＜distance(S_i,S_j)＜σ₂，那么移動機(jī)器人i受移動機(jī)器人j影響權(quán)重為動態(tài)權(quán)重；

(4.5)、將移動機(jī)器人當(dāng)前位置坐標(biāo)信息{S_i,S_j}輸入運(yùn)動控制方程F，則移動機(jī)器人i受全部鄰居機(jī)器人影響后下一步的運(yùn)動狀態(tài)表示為其中，N_i表示機(jī)器人i的鄰居機(jī)器人集合，weight_ij表示移動機(jī)器人i受移動機(jī)器人j影響權(quán)重值；

(4.6)、重復(fù)步驟(4.3)、(4.4)、(4.5)，直至通過控制方程F計(jì)算出所有移動機(jī)器人下一步行動中的位置坐標(biāo)信息，從而構(gòu)建出移動機(jī)器人群體的動態(tài)虛擬網(wǎng)絡(luò)；

(5)、根據(jù)動態(tài)虛擬網(wǎng)絡(luò)對各個移動機(jī)器人進(jìn)行位置調(diào)整，最后將調(diào)整后的當(dāng)前位置信息反饋至基站，再重復(fù)步驟(3)、(4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UWB定位廣播式多移動機(jī)器人動態(tài)虛擬交互方法，其特征在于，所述動態(tài)權(quán)重的取值范圍為(0,1)，具體計(jì)算公式為：