[发明专利]一种多频段自主信道质量测量的机器人系统

说明书

本发明涉及一种多频段自主信道质量测量的机器人系统，属于信道质量测量技术领域。可自主构建空间位置与多频段信道质量的映射关系。包括运动控制模块和信道质量测量模块；通信单元与运动控制单元相连，通信单元分别与目标点管理单元以及地图结构数据生成单元相连；视觉信息处理单元与外部的视觉传感器输入相连；地图结构数据生成单元与导航定位模块相连；运动控制单元与机器人运动平台相连；导航定位模块与数据融合单元相连；视觉信息处理单元与导航定位模块相连；结果处理单元与数据融合单元相连；控制单元与导航定位模块相连，也与N个波形相连。本发明提高了频谱数据的采集效率，降低了人工信道测量的错误率，整个系统可自主运行，无需人为干预。

技术领域

本发明涉及一种多频段自主信道质量测量的机器人系统，属于机器人控制以及信道质量测量技术领域。

背景技术

随着人工智能、大数据和云计算等技术的迅速发展，人类正加速进入第二次机器时代，智能化技术正深刻改变着人类的日常生活。人工智能将成为智能化时代的技术支柱，而机器人将成为人工智能的载体。在《中国制造 2025》的“高档数控机床和机器人”领域明确指出了可以完成动态、复杂作业使命的新一代机器人。

相比单体机器人，以“自聚合、自组织、自演化”为表征的多机器人系统更能适应复杂任务的需求。在《新一代人工智能发展规划》中也指出重点突破包括群体智能、自主协同与决策在内的基础理论。多机器人系统能够有效提升任务的执行效率，系统生存能力显著提升，对复杂环境的适应能力也更强。

多机器人协同的性能依赖于感知和控制信息的交换，因此机器人间的通信性能保障十分重要。然而，信号在传输过程中会受到路径损耗、大尺度衰落和小尺度衰落的影响，导致通信质量的不确定性。为了解决该问题，就需要对任务环境的信道质量进行准确描述，而这依赖于对信道的准确建模与预测。基于信道模型和实测信道质量数据对模型的参数进行预测是当前的主要方法，但该方法依赖于空间信道质量的高密度精确采集，这对手工信道质量数据采集是一项挑战。相比之下，机器人控制具有精确、实时、稳定等优势，这为信道质量数据的自主、精准采集提供了支撑。

而现有技术中，自主信道质量测量的实现往往是在机器人上搭载独立的信道质量测量模块对信道质量进行在线测量和记录，机器人的控制和信道质量测量是分立的功能，缺乏统一的组织框架。同时，随着无线通信业务的增长，无线频谱资源将变得更加稀缺，多频段频谱资源共享将成为趋势。而当前实现手段基本是面向固定频段的信道质量测量，对于多频段自主信道质量测量方面的技术实现还缺乏研究与实现。

发明内容

本发明旨在克服现有技术无法实现计算机控制和信道质量测量结合，即多频段自主信道质量测量系统不够通用和灵活，人工信道质量测量低效且错误率高的技术缺陷，提出了一种多频段自主信道质量测量的机器人系统。

本发明所采取的技术方案是：

所述的机器人系统安装并运行于机器人搭载的任务计算机中，包括运动控制模块和信道质量测量模块；

运动控制模块主要包括运动控制单元、数据融合单元、通信单元、目标点管理单元、地图结构数据生成单元、视觉信息处理单元以及导航定位模块；信道质量测量模块主要包括控制单元和结果处理单元；

运动控制模块和信道质量测量模块之间的信息交互来自导航定位模块的信道质量测量指令和结果处理单元回传的信道质量测量值。

运动控制模块内各模块及单元的连接关系如下：

通信单元与地面站相连，通信单元与运动控制单元相连，通信单元分别与目标点管理单元以及地图结构数据生成单元相连；视觉信息处理单元与外部的视觉传感器输入相连；地图结构数据生成单元与导航定位模块相连；运动控制单元与机器人运动平台相连；导航定位模块与数据融合单元相连；视觉信息处理单元与导航定位模块相连；

信道质量测量模块内各模块及单元的连接关系如下：