本发明属于智能控制技术领域，尤其涉及一种基于超宽带的巡检机器人导航系统。
背景技术：
目前，市面上存在的巡检机器人，使用磁导航或者激光导航，磁导航需要预先在施工时进行磁轨道建设，工程量大，后期的维护难度也比较高；磁导航预先在需要行进的路上铺设磁条，行径路径很固定，想要更改路径确是很麻烦的一件事，应用范围受到了很大的限制。每个巡检机器人只能固定在相应的磁轨道上运作，当需要多台机器人作业时，需要增加磁轨道的数量，给工程建设造成了很大的困扰，很明显，磁导航的智能化程度不是特别的好，不能满足现在用户的柔性商业化需求。
基于激光导航的巡检机器人，虽然避免了磁导航需要在地面铺设磁条等工程建设的问题，但是激光雷达价格昂贵，技术难度高，需要复杂的算法；由于激光雷达采集的数据多，实时性要求高，激光导航所需要的机器人搭载的硬件资源要求性能要高，才能实时的满足机器人的运功导航需求。很显然，激光导航的巡检机器人在低成本的应用上受到限制。同时，激光存在折射、全反射等光学特性，在某些特定环境下，激光导航会失效，造成巡检机器人的功能性失效，很显然，激光导航的应用受到限制。
技术实现要素：
本发明的发明目的是：为了解决现有技术中巡检机器人磁导航与激光导航的不足，本发明提出了一种基于超宽带的巡检机器人导航系统。
本发明的技术方案是：一种基于超宽带的巡检机器人导航系统，包括巡检机器人及设置在所述巡检机器人所在巡检空间内的若干个信号发射器基站，所述信号发射器基站用于发射UWB信号；所述巡检机器人上设置有微处理器和若干个超宽带接收器标签，所述微处理器分别与若干个超宽带接收器标签连接，所述超宽带接收器标签用于接收所述信号发射器基站发射UWB信号。
进一步地，所述信号发射器基站的数量至少为3个。
进一步地，所述超宽带接收器标签的数量至少为2个。
进一步地，所述超宽带接收器标签沿所述巡检机器人的X方向安装。
进一步地，所述超宽带接收器标签沿所述巡检机器人的Y方向安装。
本发明的有益效果是：本发明通过在巡检空间内设置信号发射器基站发射UWB信号，再通过在巡检机器人上设置超宽带接收器标签接收信号发射器基站发射的UWB信号，可以实时获取巡检机器人的当前坐标位置，并计算巡检机器人的运动姿态和运动方向，从而更准确的为巡检机器人提供运动矢量导航信息，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的基于超宽带的巡检机器人导航系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明的基于超宽带的巡检机器人导航系统结构示意图。一种基于超宽带的巡检机器人导航系统，包括巡检机器人S7及设置在所述巡检机器人S7所在巡检空间内的若干个信号发射器基站，所述信号发射器基站用于发射UWB信号；所述巡检机器人S7上设置有微处理器S6和若干个超宽带接收器标签，所述微处理器S6分别与若干个超宽带接收器标签连接，所述超宽带接收器标签用于接收所述信号发射器基站发射UWB信号。
为了保证信号传输的有效性，实时获取巡检机器人S7的当前坐标位置，本发明的巡检机器人导航系统中信号发射器基站的数量至少为3个，超宽带接收器标签的数量至少为2个。这里设置超宽带接收器标签的数量为2个，分别记为S1、S2；设置信号发射器基站的数量为3个，分别记为S3、S4、S5。信号发射器基站S3、S4、S5分别向超宽带接收器标签S1、S2发射UWB信号，超宽带接收器标签S1、S2分别接收信号发射器基站S3、S4、S5发射的UWB信号。本发明通过预先构建巡检空间的地图，基于测距(TOF)原理，利用超宽带接收器标签与信号发射器基站的距离，计算超宽带接收器标签在巡检空间的地图中的坐标。这里的测距(TOF)原理为本领域技术人员的常用技术手段，本发明不做赘述。
为了确认巡检机器人S7在巡检过程中的运动姿态和运动方向，本发明将超宽带接收器标签S1、S2沿巡检机器人S7的X方向或Y方向安装在巡检机器人S7上，同时将信号发射器基站S3、S4、S5分别安装在巡检空间内的不同方位。本发明根据超宽带接收器标签在巡检空间的地图中的坐标可以在地图中绘制出一条直线，从而可以计算得到巡检机器人S7在巡检过程中的运动姿态和运动方向，有效的避免了单一超宽带接收器标签只输出巡检机器人S7坐标的不足，从而更准确的为巡检机器人S7提供运动矢量信息。
本发明的微处理器S6通过信号线分别与超宽带接收器标签S1、S2连接；微处理器S6通过从超宽带接收器标签S1、S2分别获取超宽带接收器标签S1、S2在巡检空间的地图中的坐标数据，从而计算巡检机器人S7在巡检空间的地图中的坐标以及巡检机器人S7在巡检过程中的运动姿态和运动方向，实时获取巡检机器人S7当前的完整状态数据。巡检机器人S7根据当前的完整状态数据在导航过程中不断修正其在地图中的坐标以及运动姿态和运动方向，从而完成导航。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。