[发明专利]一种基于UWB定位和航迹定位的智能割草机定位装置及方法

权利要求书

1.一种基于UWB定位和航迹定位的智能割草机定位装置，其特征在于，包括如下模块：

定位基站模块，部署在智能割草机需要定位的场地之中，用于接收定位标签发送的信号，并向定位标签发送反馈信号；

定位标签模块，利用发送和接收信号时间差测得定位标签到不同基站的距离，用于求解定位标签的坐标，基于UWB定位实现对智能割草机的定位；

姿态角检测模块，用于检测智能割草机的姿态角，并将所测姿态角传送至航迹定位模块；

电机驱动模块，用于检测割草机的左轮的转数和右轮的转数，并将转数发送至航迹定位模块；

航迹定位模块，接受数据并进行数据处理，通过航迹定位实现对智能割草机的定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位和航迹定位的智能割草机定位装置，其特征在于，定位标签模块具有以下单元：

UWB定位控制器单元，用于当定位标签模块可接受定位基站模块信号，基于UWB定位进行测距和计算定位标签坐标，对智能割草机进行定位。

3.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位和航迹定位的智能割草机定位装置，其特征在于，航迹定位模块具有以下单元：

航迹定位控制器单元，用于当定位标签模块不可接受定位基站模块信号，则使用航迹推算定位求解定位坐标，对智能割草机进行定位；并且，用于当定位标签模块再次接受到定位基站模块信号时，切换到UWB定位的方式。

4.根据权利要求2所述的一种基于UWB定位和航迹定位的智能割草机定位装置，其特征在于，所述UWB定位控制器单元功能如下：

(1)通过固定在智能割草机上的定位标签实时接收来自至少三个固定基站的信号，测得智能割草机上的定位标签到各个基站A₁，A₂，A₃……A_n之间的距离分别为d₁，d₂，d₃……d_n；

(2)通过定位算法得出定位标签的坐标(x_a，y_a)，则割草机的位置坐标为：

x_e＝X_a-X_r

y_e＝y_a-Y_r

其中，(X_r，Y_r)为所述定位标签固定于智能割草机的固定点相对于智能割草机两后轮轴向连线中点的位置坐标。

5.根据权利要求3所述的一种基于UWB定位和航迹定位的智能割草机定位装置，其特征在于，所述航迹定位控制器单元功能如下：

(1)接收姿态角检测模块测得该时刻的偏航角θ，电机驱动模块算出智能割草机左轮的转数N_left和右轮的转数N_right，获取智能割草机的轮子直径为D，智能割草机单位时间内移动的位移为S，则满足如下表达式：

(2)智能割草机上一时刻的定位坐标为(x₀，y₀)，通过航迹推算求出该时刻的割草机的定位坐标(x₁，y₁)，则：

x₁＝x₀+Scosθ

y₁＝y₀+Ssinθ。

6.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位和航迹定位的智能割草机定位装置，其特征在于：所述定位基站和定位标签为单片机或芯片，所述姿态角检测模块为九轴传感器。

7.根据权利要求1所述的一种基于UWB定位和航迹定位的智能割草机定位装置，其特征在于：所述定位基站至少设有N个，且避免呈一条直线摆放，N为大于等于3的整数。